Forscher der Cornell University haben eine recycelbare Alternative zu einer dauerhaften Klasse von Kunststoffen entwickelt, die für Gegenstände wie Autoreifen, Ersatz -Hüftgelenke und Bowlingkugeln verwendet werden.
Diese Art von Kunststoff ist als Thermosets bekannt und verfügt über eine chemische Struktur mit „vernetztem Polymer“, die eine Langlebigkeit garantiert, aber auch diese Materialien auf petrochemischer Basis gemacht hat-die 15% bis 20% aller erzeugten Polymere ausmachen-nicht zu recyceln.
„Derzeit werden null Prozent der weltweit thermosetischen Materialien recycelt – sie werden entweder verbrannt oder auf Mülldeponien geworfen“, sagte Brett FOSS, Professor für Chemie und chemische Biologie bei Cornell.
Das Fors-Labor hat sich mit dieser Umweltherausforderung befasst, indem eine Alternative aus einem Bio-Qualmaterial geschaffen wird, das die Haltbarkeit und Formbarkeit der Thermosets verkleinert hat, aber leicht recycelt und abgebaut werden kann.
„Der gesamte Prozess von der Erstellung bis zur Wiederverwendung ist umweltfreundlicher als aktuelle Materialien“ Natur.
Die Fors Group untersucht Dihydrofuran (DHF), ein Monomer-oder einen chemischen Baustein-, das aus biologischen Materialien hergestellt werden kann und das Potenzial hat, schließlich mit Rohstoffen auf Erdölbasis zu konkurrieren.
Dreileil verwendete DHF, ein kreisförmiges Monomer mit einer Doppelbindung, als Baustein für zwei aufeinanderfolgende Polymerisationen, von denen die zweite zu einem vernetzten Polymer führt, das durch Heizung recycelt werden kann und in der Umwelt auf natürliche Weise abgebaut wird.
DHF-Thermosets zeigen vergleichbare Eigenschaften für kommerzielle Thermosets, einschließlich Polyurethan mit hoher Dichte (beispielsweise in Elektronikinstrumenten, Verpackungen und Schuhen) und Ethylenpropylenkautschuk (in Gartenschläuchen und Automobilstreifen verwendet).
Im Gegensatz zu aktuellen petrochemischen Thermosets bieten die DHF-basierten Materialien eine kreisförmige Nutzungswirtschaft, sagte Fors. Das Material kann chemisch recycelbar und kann wieder in sein Bausteinmonomer hergestellt und erneut von Grund auf neu verwendet werden. Und wenn ein Teil des Materials unvermeidlich in die Umgebung eindringt, werden diese Materialien im Laufe der Zeit in gutartige Komponenten abgebaut.
Die Forscher arbeiten auf Anwendungen, einschließlich des DHF-basierten Materials für den 3D-Druck nützlich. Sie experimentieren auch, um die Eigenschaften mit zusätzlichen Monomeren zu erweitern.
„Wir haben 100 Jahre damit verbracht, Polymere zu machen, die ewig dauern, und wir haben festgestellt, dass das eigentlich keine gute Sache ist“, sagte Fors. „Jetzt machen wir Polymere, die nicht ewig dauern, das kann umweltfreundlich werden.“
