Återvinningsbara plastbehållare med beteckningen nr 2 kan bli ännu mer populära för tillverkare som mjölkkannor av plast, diskmedelsbehållare och schampoflaskor kan snart få en miljömässig makeover.

Cornell-kemister kan visa hur man gör högdensitetspolyeten med bättre kontroll över polymerkedjelängder, vilket möjliggör förbättring av fysikaliska egenskaper såsom bearbetningsbarhet och styrka, enligt forskning publicerad 27 december, 2019, i Journal of the American Chemical Society .

"Den stora utmaningen har varit att minimera energikostnaden för plastproduktion och att skapa nya sätt att justera egenskaperna hos konsumentplaster, sa Renee Sifri, doktorand i kemi vid Brett Fors laboratorium, docent i kemi vid College of Arts and Sciences.

För att stärka plastprodukter, tillverkare kan lägga till extra material i produktionen och återvinningsprocessen, som kräver energi för att smälta och forma plasten till dess slutliga form, sa Sifri.

Hantera högdensitetspolyeten – känd som HDPE, som har en återvinningssymbol nr 2—kräver en stor mängd resurser.

"Att utveckla nya sätt att minska mängden plastproduktion är avgörande för att minimera plastavfallet, sa Omar Padilla-Vélez, doktorand i kemi vid Geoffrey Coates laboratorium, professorn vid Tisch University vid institutionen för kemi och kemisk biologi.

Plast består av polymerer, som är sammanbundna kemiskt till kedjor. Långa kedjor skapar starkare material, Sifri sa, medan kortare kedjor möjliggör enkel bearbetning.

Kommersiella polymerer tillverkas vanligtvis med en rad kedjelängder, för att optimera prestanda och bearbetbarhet.

Tills nu, lite var känt om inverkan av molekylviktsfördelningsformen på dessa egenskaper. De nya laboratorieprocesserna gav exakt kontroll över denna variabel, i sin tur erbjuda en systematisk studie av dess inverkan på materialets fysikaliska egenskaper.

"Vårt arbete visar lovande för att minska mängden energi som behövs vid bearbetning utan att kompromissa med polymerstyrkan, ", sa Sifri. "Budskapet att ta hem - minska bearbetningsenergin samtidigt som du säkerställer att styrkan inte äventyras. På så sätt faller inte plastbehållarna isär."

För att testa plastens draghållfasthet, forskarna formade den nya plasten till små, platta bitar formade som hundben. Dragprovning visade att molekylviktsfördelningen (polymerkedjor) inte påverkar spänningen vid dess brottpunkt, vilket visar att den uppdaterade möjligheten att påverka HDPE-bearbetning inte äventyrar materialstyrkan.

Sa Padilla-Vélez:"Vi drog isär dem och noterade hur mycket kraft som krävs för att bryta dem. Vårt nya sätt tappade ingen kraft."