En metod för att omvandla en plast som vanligtvis slängs till ett harts som används i 3D-utskrift skulle kunna möjliggöra en bättre användning av plastavfall.

Ett team av forskare från Washington State University utvecklade ett enkelt och effektivt sätt att omvandla polymjölksyra (PLA), en biobaserad plast som används i produkter som filament, plastsilver och livsmedelsförpackningar till ett högkvalitativt harts.

"Vi hittade ett sätt att omedelbart förvandla det här till något som är starkare och bättre, och vi hoppas att det kommer att ge människor incitamentet att uppgradera det här istället för att bara slänga det", säger Yu-Chung Chang, postdoktor vid WSU-skolan of Mechanical and Materials Engineering och en motsvarande författare på verket. "Vi gjorde starkare material direkt ur soporna. Vi tror att det här kan vara en fantastisk möjlighet."

Omkring 300 000 ton PLA produceras årligen och användningen ökar dramatiskt.

Även om det är biobaserat, bryts inte PLA, som kategoriseras som en nummer sju plast, ner lätt. Den kan flyta i söt- eller saltvatten i ett år utan att försämras. Den återvinns också sällan eftersom den, precis som många andra plaster, när den smälts ner och omformas, fungerar den inte lika bra som originalversionen och blir mindre värdefull.

"Det är biologiskt nedbrytbart och komposterbart, men när man väl tittar på det visar det sig att det kan ta upp till 100 år för det att sönderfalla på en soptipp," sa Chang. "I verkligheten skapar det fortfarande en hel del föroreningar. Vi vill försäkra oss om att när vi börjar producera PLA på miljontonsskalan, kommer vi att veta hur vi ska hantera det."

I deras studie, publicerad i tidskriften, Green Chemistry , utvecklade forskarna, ledda av professor Jinwen Zhang vid School of Mechanical and Materials Engineering, en snabb och katalysatorfri metod för att återvinna PLA, som bryter ner den långa kedjan av molekyler till enkla monomerer - byggstenarna för många plaster. Hela den kemiska processen kan göras vid milda temperaturer på cirka två dagar. Kemikalien de använde för att bryta ner PLA, aminoetanol, är också billig.

"Om du vill bygga om ett Lego-slott till en bil måste du bryta ner det tegel för tegel," sa Chang. "Det var vad vi gjorde. Aminoetanolen precisionsklippte PLA tillbaka till en monomer, och när den väl är tillbaka till en monomer, är himlen gränsen eftersom du kan återpolymerisera den till något starkare."

När PLA bröts ner till sina grundläggande byggstenar, byggde forskarna om plasten och skapade en typ av fotohärdbart flytande harts som vanligtvis används som tryckfärg för 3D-skrivare. När den användes i en 3D-skrivare och härdades till plastbitar visade produkten lika eller bättre mekaniska och termiska egenskaper än kommersiellt tillgängliga hartser.

Medan forskarna fokuserade på PLA för studien hoppas de kunna tillämpa arbetet på polyetylentereftalat (PET), som är vanligare än PLA, har en liknande kemisk struktur och utgör ett större avfallsproblem.

De har lämnat in ett provisoriskt patent och arbetar för att ytterligare optimera processen. Forskarna undersöker också andra tillämpningar för upcyclingmetoden. + Utforska vidare

Ett sätt att återvinna polystyren till mer värdefulla produkter