В издании Journal of the American Chemical Society 28 ноября были опубликованы результаты исследования, в ходе которого ученые разработали метод преобразования отработанного кулинарного масла в прочные и перерабатываемые полиэфирные пластики. Эти новые полимеры обладают высокими адгезивными свойствами и представляют собой устойчивую альтернативу пластмассам на нефтяной основе. Разработка демонстрирует исключительную прочность, достаточную для буксировки легкового автомобиля.
Ежегодно в мире образуется около 3,7 миллиарда галлонов отработанного кулинарного масла. Несмотря на то, что часть этого объема используется для производства смазочных материалов, антипригарных покрытий и топлива, значительное количество по-прежнему выбрасывается. Исследователи определили этот ресурс как перспективный поток «непищевых отходов биомассы», который можно эффективно использовать для создания ценных материалов.
Химическая структура масла состоит из длинных цепочек жирных кислот, связанных с молекулами глицерина. В процессе переработки ученые сначала химически расщепили эти молекулы, а затем трансформировали продукты распада в более простые соединения посредством серии реакций. На финальном этапе были объединены молекулы спирта и эфира для синтеза полиэфирных пластиков. Под эфирами в данном контексте понимаются молекулы, имеющие атом углерода, который связан двойной связью с атомом кислорода и одинарной связью с другим атомом кислорода с углеродной боковой цепью.
Полученные полимеры по температуре плавления и кристалличности напоминают полиэтилен низкой плотности (LDPE), который широко применяется в упаковке и производстве пластиковых пакетов. Однако, в отличие от LDPE, являющегося углеводородом и состоящего только из углерода и водорода, новые материалы содержат атомы кислорода. Именно наличие кислорода позволяет этим полимерам образовывать прочные связи с различными поверхностями, делая их липкими и адгезивными.
Для проверки эксплуатационных характеристик материала был проведен эксперимент по склеиванию двух пластин из нержавеющей стали. Тесты показали, что клеевое соединение способно выдержать вес в 270 фунтов (123 килограмма). Показатели прочности оказались равными или даже превышающими характеристики тестируемых коммерчески доступных клеев.
В ходе дальнейших стресс-тестов склеенные стальные пластины успешно использовались для буксировки четырехдверного седана по поверхности с небольшим уклоном вверх. Это доказало высокую надежность соединения в экстремальных условиях. Подобные характеристики открывают широкие перспективы для использования материала в ламинатах, упаковочных клеях, автомобильных компонентах, медицинских устройствах и электронике.
Ключевым преимуществом нового материала является его способность к переработке. Полимер можно легко разложить обратно на исходные компоненты и снова превратить в пластик с минимальной потерей свойств даже после нескольких циклов использования. Кроме того, этот материал совместим с процессами переработки обычных пластиков, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен.
Ежегодно в мире образуется около 3,7 миллиарда галлонов отработанного кулинарного масла. Несмотря на то, что часть этого объема используется для производства смазочных материалов, антипригарных покрытий и топлива, значительное количество по-прежнему выбрасывается. Исследователи определили этот ресурс как перспективный поток «непищевых отходов биомассы», который можно эффективно использовать для создания ценных материалов.
Химическая структура масла состоит из длинных цепочек жирных кислот, связанных с молекулами глицерина. В процессе переработки ученые сначала химически расщепили эти молекулы, а затем трансформировали продукты распада в более простые соединения посредством серии реакций. На финальном этапе были объединены молекулы спирта и эфира для синтеза полиэфирных пластиков. Под эфирами в данном контексте понимаются молекулы, имеющие атом углерода, который связан двойной связью с атомом кислорода и одинарной связью с другим атомом кислорода с углеродной боковой цепью.
Полученные полимеры по температуре плавления и кристалличности напоминают полиэтилен низкой плотности (LDPE), который широко применяется в упаковке и производстве пластиковых пакетов. Однако, в отличие от LDPE, являющегося углеводородом и состоящего только из углерода и водорода, новые материалы содержат атомы кислорода. Именно наличие кислорода позволяет этим полимерам образовывать прочные связи с различными поверхностями, делая их липкими и адгезивными.
Для проверки эксплуатационных характеристик материала был проведен эксперимент по склеиванию двух пластин из нержавеющей стали. Тесты показали, что клеевое соединение способно выдержать вес в 270 фунтов (123 килограмма). Показатели прочности оказались равными или даже превышающими характеристики тестируемых коммерчески доступных клеев.
В ходе дальнейших стресс-тестов склеенные стальные пластины успешно использовались для буксировки четырехдверного седана по поверхности с небольшим уклоном вверх. Это доказало высокую надежность соединения в экстремальных условиях. Подобные характеристики открывают широкие перспективы для использования материала в ламинатах, упаковочных клеях, автомобильных компонентах, медицинских устройствах и электронике.
Ключевым преимуществом нового материала является его способность к переработке. Полимер можно легко разложить обратно на исходные компоненты и снова превратить в пластик с минимальной потерей свойств даже после нескольких циклов использования. Кроме того, этот материал совместим с процессами переработки обычных пластиков, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен.
