Ученые придумали как превратить пластиковые отходы в клей

Команда из Калифорнийского университета в Беркли разработала процесс, который превращает пластиковые отходы в нечто более ценное - клей. Основываясь на разработанном катализаторе, он был вдохновлен поиском способов «вторичного использования» пластмасс, используя их для новых целей, сохраняя при этом свойства, которые делали их в первую очередь привлекательными.

Пластиковые отходы - одна из самых серьезных экологических проблем современного мира, но пластмассы, как известно, непривлекательны для компаний по переработке. В отличие от гофрированного картона, стекла или металлолома, пластик очень сложно повторно использовать, и это делает конечный продукт менее ценным, чем исходный пластик, что не очень ценно для начала.

Пластмассы обладают целым рядом свойств, которые очень тщательно переделаны в них, таких как пластичность, однородность и способность легко обрабатываться. Они также сделаны так, что на них нелегко повлиять химические реакции. В результате переработанные пластмассы, такие как полиэтилен, часто превращаются в малоценные строительные материалы, утратившие многие свойства исходного вещества, или их переработка превращается в горюче-смазочные материалы, которые также являются малоценными, экологически сомнительны и имеют короткую жизнь.

Полиэтилен является наиболее распространенным используемым сегодня пластиком, ежегодно во всем мире его производится более 100 миллионов тонн. Во многих вариантах он широко используется в упаковке, мусорных и продуктовых пакетах, геомембранах, сельскохозяйственной мульче, игрушках и различных видах домашней утвари.

Джон Хартвиг, заведующий кафедрой органической химии Генри Рапопорта в Калифорнийском университете в Беркли, и его команда разработали процесс переработки полиэтилена с сохранением многих его свойств. Добавляя к полимеру гидроксильную группу, которая представляет собой атом кислорода, связанный с атомом водорода, команда может превратить полиэтилен в клей, который прилипает к металлу и может быть окрашен латексом на водной основе - способность, которая обеспечивает низкую плотность полиэтилен (LDPE) отсутствует.

Это достигается с помощью каталитического процесса, который потребовал разработки специального катализатора, называемого полифторированным порфирином рутения, который может работать при высоких температурах, необходимых для плавления пластмассы при погружении в неполярный растворитель. Добавление небольшого количества спирта делает клей в 20 раз более липким.

Хотя этот процесс по-прежнему не является экономичным, способность переработанного полиэтилена прилипать к вещам дает возможность использовать его в самых разных областях, например, в искусственных тазобедренных суставах и коленных имплантатах, в качестве изоляции для металлических проводов или для приклеивания других полимеров, чтобы создавать более прочные изделия, сочетающие пластик и металл.

«Идея заключается в том, что вы возьмете полиэтиленовый пакет, который не представляет никакой ценности, и вместо того, чтобы выбросить его, когда он окажется на свалке, вы превратите его в нечто ценное», - говорит Хартвиг.