Сегодня резиновые материалы используются повсеместно, поддерживая такие сферы, как транспорт, здравоохранение и производство потребительских товаров. Их долговечность, гибкость и устойчивость к маслам делают их незаменимыми, но те же качества, обусловленные прочными химическими связями, известными как сшивание, затрудняют переработку. Большинство использованных резиновых изделий либо сжигают, либо отправляют на свалки, что вызывает серьёзные экологические проблемы.
Новое решение от учёных из Zeon Corporation
Доктор Сигэтака Хаяно, Кадзуки Кумазава, Косукэ Исобэ, Такуро Сакураи и доктор Шэньян Ван из японской компании Zeon Corporation предложили новое решение этой проблемы. Они показали, как можно разрушить резину, изготовленную из циклопентена, для её повторного использования. Их результаты были опубликованы в журнале RSC Advances.
Команда доктора Хаяно создала три различных типа резины с использованием циклопентена и других ингредиентов. Эти типы резины известны своей прочностью и сильными связями, что делает их особенно трудно поддающимися разрушению. Но с помощью специального катализатора, который ускоряет химические реакции, не расходуясь при этом, им удалось разрушить даже закалённые, обработанные версии этих резин.
Наиболее удивительной частью их успеха стало то, как быстро они смогли полностью разрушить обработанный образец резины, используя лишь небольшое количество катализатора и умеренное нагревание. Доктор Хаяно повторил этот процесс с другими типами резины и получил аналогичные результаты. В итоге остался химический элемент, пригодный для повторного использования, и безвредный чёрный остаток от исходных материалов.
По словам доктора Хаяно, «это исследование предлагает новую стратегию переработки резиновых отходов, изготовленных из резины на основе циклопентена, в относительно мягких условиях, способствуя развитию экономики замкнутого цикла и повышению эффективности использования ресурсов».
Широкие возможности применения метода
Доктор Хаяно и его коллеги показали, что их метод работает не только с чистой резиной на основе циклопентена, но и с сополимерными каучуками на основе циклопентена, включающими другие ингредиенты, такие как норборнен, вещество, обычно используемое в производстве резины и смол, дициклопентадиен для изготовления прочных пластмасс и другие химические вещества. Это открывает возможности для переработки более широкого спектра резиновых изделий.
Такой прогресс знаменует собой ценный шаг вперёд в области переработки резины. Большинство существующих методов позволяют только измельчать или сжигать использованную резину, что приводит к напрасной трате ресурсов. Новый подход позволяет превращать резину обратно в исходные компоненты, сохраняя её ценность и снижая вред для планеты.
В конечном итоге исследования доктора Хаяно показывают, что обработанную резину, которую раньше считали невозможной для химической переработки, можно фактически превратить обратно в полезные материалы. Этот метод предлагает многообещающий путь к более экологически ответственному использованию и повторному использованию резины, поддерживая глобальные усилия по сокращению отходов и более рациональному использованию ресурсов.
Ссылка на журнал
Hayano S., Kumazawa K., Isobe K., Sakurai T., Wang S. «Depolymerization of vulcanized poly(cyclopentene), poly(norbornene-ran-cyclopentene) and poly(endo-dicyclopentadiene-ran-cyclopentene) rubbers via ring-closing metathesis depolymerization for monomer recycling». RSC Advances 2024. RSC Adv., 2024,14, 37143-37154. DOI: https://doi.org/10.1039/d4ra06914e
Об авторах
Доктор Сигэтака Хаяно — учёный-полимерщик, работающий в научно-исследовательском центре корпорации Zeon. Получив докторскую степень в Киотском университете в 2000 году, он присоединился к Zeon Corporation в качестве исследователя. Доктор Хаяно в настоящее время отвечает за поддержание и структурирование основных полимерных технологий Zeon. Хотя его основная область — химия полимеров, его исследовательский подход широк и междисциплинарен. Его цель — не только получение научных результатов, но и их внедрение в реальную жизнь общества.
Доктор Шэньян Ван получила докторскую степень по органической химии в Университете Миннесоты и после окончания учёбы присоединилась к корпорации Zeon в Японии. В настоящее время она работает в студии Monozukuri Studio компании Zeon — инновационном центре, вдохновлённом японской концепцией «искусства изготовления вещей». Её работа сосредоточена на разработке, синтезе и создании новых функциональных полимеров, предназначенных для реального применения и воздействия на рынок.
URL: https://www.zeon.co.jp/en/