Epoxidharze sind Beschichtungen und Klebstoffe, die in einer breiten Palette vertrauter Anwendungen wie Bau, Ingenieurwesen und Fertigung verwendet werden. Sie stellen jedoch häufig eine Herausforderung, verantwortungsbewusst zu recyceln oder zu entsorgen. Zum ersten Mal entwickelten ein Forscherteam, darunter auch diejenigen der University of Tokyo, eine Methode zur effizienten Wiedererlangung von Materialien aus einer Reihe von Epoxyprodukten zur Wiederverwendung unter Verwendung eines neuen soliden Katalysators.
Es besteht eine große Chance, dass Sie von Epoxidverbindungen umgeben sind, während Sie dies lesen. Sie werden aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften in elektronischen Geräten verwendet. Kleidung wie Schuhe aufgrund ihrer verbindlichen Eigenschaften und ihrer körperlichen Robustheit; Baubau aus dem gleichen Grund; und selbst in Flugzeugkörpern und Windkraftanlagen für ihre Fähigkeit, starke Materialien wie Kohlenstofffasern oder Glasfasern zu enthalten. Es ist schwer, die Bedeutung von Epoxyprodukten in der modernen Welt zu übertreiben. Bei all ihren Verwendungen haben sie jedoch unweigerlich einen Nachteil: Epoxidverbindungen sind im Wesentlichen Kunststoffe und erweisen sich nach ihrer Verwendung oder am Ende des Lebens eines Epoxid-haltigen Produkts schwer zu behandeln.
„Zum Beispiel, um faserverstärkte Kunststoffe zu zersetzen, die möglicherweise in Flugzeugteilen verwendet werden, benötigen Sie hohe Temperaturen über 500 Grad Celsius oder starke Säure- oder Basisbedingungen. Diese Dinge haben Energiekosten, und die harten Bedingungen können die Fasern beschädigen können Und Dinge, die Sie sich möglicherweise erholen möchten „, sagte Associate Professor Xiongjie Jin an der Universität von Tokio. „Um mit diesem Problem umzugehen, zeigt ein relativ neuer Prozess, der als katalytische Hydrogenolyse bezeichnet wird wiederverwendbar und wiederverwendbar. „
Jin und Professor Kyoko Nozaki, sowohl aus der Abteilung Chemie als auch Biotechnologie, und ihr Team entwickelten einen effizienten und robusten Katalysator, um Epoxidverbindungen in Kohlenstofffasern, Glasfasern und phenolische Verbindungen zu zersetzen, die in der chemischen Industrie wichtige Rohstoffe sind. Der Katalysator wird als bimetallisch bezeichnet, da er zwei Metalle verwendet, Nickel und Palladium, die auf Ceriumoxid getragen werden und zusammenarbeiten, um Reaktionen zwischen Epoxidharzen und Wasserstoffgas zu vermitteln. Obwohl die Reaktionstemperatur bei rund 180 Grad Celsius liegen muss, sind die Energiebedarf weit niedriger als die, die erforderlich sind, um 500-Grad-Bedingungen zu erzeugen, und die niedrigeren Temperaturen können wiederhergestellt werden.
„Wir haben sich über experimentelle Ergebnisse erfreut, die unseren Erwartungen darüber, wie dieser Prozess funktionieren würde, genau entsprach, aber wir waren gut überrascht, als wir feststellten, dass der Katalysator mindestens fünfmal wiederverwendet werden konnte, ohne dass seine Leistung verringert wurde“, sagte Jin. „Da unser Katalysator mit Modifikationen effektiv mit Kohlenstoffoxybindungen wirksam ist, kann er sogar mit anderen Kunststoffen funktionieren, da sie auch diese Bindungen enthalten.“
Das Team ist nun daran interessiert, Wege zu untersuchen, um seine Methoden und Materialien zu verbessern, da es möglicherweise noch eine gewisse Entwicklung erfordert, um es zu einer kommerziell rentableren Option zu machen.
„Obwohl unser Katalysator keine so hohen Temperaturen benötigt, gibt es immer noch Raum für Verbesserungen der Umweltauswirkungen des derzeit verwendeten Lösungsmittels“, sagte Nozaki. „Wir möchten auch die Kosten senken, indem wir einen Katalysator finden, der kein Edelmetall wie Palladium enthält Diese unglaublich vielseitigen und nützlichen Kunststoffe. „
