В новом исследовании, опубликованном в журнале Chemical Engineering Journal, учёные из Департамента материаловедения (MatE) Индийского института науки (IISc) описывают быстрый метод переработки широко используемого пластика с сохранением его желаемых свойств.
Исследование
В рамках исследования учёные использовали новый химический процесс для переработки отходов, полученных из рыболовных сетей и автомобильных деталей. Такие отходы часто изготавливаются из полимера под названием PA-66 (полиамид 66, обычно называемый нейлон 66), который сложно переработать.
Процесс включает введение химического сшивающего агента под названием меламин в расплавленные отходы, содержащие PA-66, в присутствии катализатора. В результате реакции, называемой трансамидированием, процесс протекает достаточно быстро, чтобы его можно было проводить в промышленных экструдерах с высокой производительностью.
«Этот метод разработан для таких промышленных процессов, что означает, что время реакции составляет менее двух минут», — говорит С. Вимал Кумар, доктор философии, студент MatE и первый автор исследования. Конечным результатом является нейлоновый материал, который сохраняет улучшенные свойства даже после трёх циклов переработки.
«Представьте себе прядь лапши. Если вы будете её слишком сильно перемешивать, она разломится на более мелкие и мелкие фрагменты», — объясняет Сурясарати Бозе, профессор MatE и автор исследования. «Но если все эти фрагментированные нити можно сшить вместе в новую молекулу, вы сначала деконструируете, а затем реконструируете ту же прядь лапши, но теперь с улучшенными свойствами».
Нейлон, полученный в результате процесса переработки, оказался достаточно прочным и может быть использован для изготовления изделий, требующих жёсткости.
«Мы пытаемся выяснить, можно ли его превратить в парковые скамейки, дорожные разделители или тротуарную плитку», — объясняет Бозе. Короткое время, необходимое для преобразования отходов в нейлон, также упрощает масштабирование процесса, говорят исследователи.
Бозе также является соучредителем стартапа VOiLA3D, который использует такие переработанные материалы для проектирования изделий, используемых как в бытовых предметах, так и в гражданской инфраструктуре. Переработанный PA-66, изготовленный с использованием их процесса, был протестирован для 3D-печати объектов, включая стул и скоростной катер.
Согласно Программе ООН по окружающей среде, человечество производит более 430 миллионов тонн пластика ежегодно. Материальные отходы от рыболовства являются одной из самых смертоносных форм таких отходов, угрожая жизни бесчисленного количества морских животных. Улучшенные процессы переработки полимеров, таких как PA-66, могут дать использованному пластику новую жизнь, одновременно стимулируя сбор отходов.
Предоставлено Индийским институтом науки.