Ett team av brittiska forskare har kommit ett steg närmare att göra flera olika typer av plast mycket lättare att återvinna med en metod som kan tillämpas på en hel rad svåråtervinningsbara polymerer, inklusive gummi, geler och lim.
Termoplaster och härdplaster är två typer av plaster som båda består av långa kedjor av molekyler som kallas polymerer men som beter sig annorlunda när de värms upp.
Termoplaster kan värmas till höga temperaturer, hällas i en form och sedan kylas för att få önskad form. De kan sedan smältas och omvandlas till andra former när de återvinns. Däremot kan de gå sönder när de sträcks eller stressas.
Däremot är polymerkedjorna i härdplaster tvärbundna för att bilda ett nätverk som gör dem otroligt starka och flexibla. De används ofta i kompositmaterial, färger, beläggningar, gummi och geler. Tyvärr innebär dock tvärbindningarna att materialen brinner snarare än smälter när de värms upp, vilket gör dem mycket svårare att bryta ner och återvinna.
Nu har forskare vid University of Bath och University of Surrey utvecklat ett sätt att införa nedbrytbara bindningar i härdplaster för att göra dem lättare att återvinna.
Publicering i Polymer Chemistry , gjorde de en serie polymergeler med brytbara bindningar inkorporerade i olika delar av strukturen och testade om egenskaperna ändrades efter att gelén bröts ned och reformerades.
De fann att även om alla geler kunde brytas ned till viss del, behöll geler med brytbara bindningar i polymerkedjorna (B i det bifogade diagrammet) sina egenskaper mycket bättre när de reformerades, jämfört med de polymerer som bröts ned via de tvärbundna obligationer (A).
Forskarna hoppas att detta modellsystem kan tillämpas på andra typer av polymerer, inklusive lim, tätningsmedel och elastomerer.
Dr. Maciek Kopeć, från University of Baths avdelning för kemi, sa:"Termohärdar används flitigt i den kommersiella sektorn, i material som hartser och lim.
"Att kunna göra bindningar reversibla i dessa material kommer att öka deras användningsområden och göra dem mer återvinningsbara."
Forskarna strävar efter att skapa en allmän vägkarta över de bästa platserna för dessa brytbara bindningar, för att bättre förstå varför vissa bindningar går sönder lättare än andra, och att planera för att optimera systemet med andra kommersiellt använda polymerer.
Forskarna tittar också på andra tillämpningar av arbetet, inklusive användning av tvärbundna polymerer som vehiklar för kontrollerade läkemedelstillförselsystem.
Mer information: Frances Dawson et al, Strands vs. tvärbindningar:topologiberoende nedbrytning och reglering av polyakrylatnätverk syntetiserade genom RAFT-polymerisation, Polymer Chemistry (2023). DOI:10.1039/D3PY01008B
Tillhandahålls av University of Bath
