Recyclebare plastic containers met de aanduiding nr. 2 kunnen voor fabrikanten nog populairder worden als plastic melkkannen, afwasmiddelbakjes en shampooflessen kunnen binnenkort een ecologische make-over krijgen.

Cornell-chemici kunnen demonstreren hoe polyethyleen met hoge dichtheid kan worden gemaakt met betere controle over de lengte van de polymeerketen, die verbetering mogelijk maakt ten opzichte van fysieke eigenschappen zoals verwerkbaarheid en sterkte, volgens onderzoek gepubliceerd op 27 december 2019, in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

"De grote uitdaging was om de energiekosten van plasticproductie te minimaliseren en nieuwe manieren te creëren om de eigenschappen van consumentenplastics nauwkeurig af te stemmen. " zei Renée Sifri, promovendus scheikunde in het laboratorium van Brett Fors, universitair hoofddocent scheikunde aan de Hogeschool voor de Kunsten en Wetenschappen.

Om plastic producten te versterken, fabrikanten kunnen extra materiaal toevoegen aan het productie- en recyclingproces, waarvoor energie nodig is om het plastic te smelten en in zijn uiteindelijke vorm te vormen, zei Sifri.

Hanteren van polyethyleen met hoge dichtheid, bekend als HDPE, die een recyclingsymbool nr. 2 heeft - vereist een grote hoeveelheid grondstoffen.

"Het ontwikkelen van nieuwe manieren om de hoeveelheid plasticproductie te verminderen, is van vitaal belang om plastic afval te minimaliseren, " zei Omar Padilla-Vélez, promovendus scheikunde in het laboratorium van Geoffrey Coates, de Tisch Universiteitshoogleraar bij de afdeling Scheikunde en Chemische Biologie.

Kunststoffen bestaan ​​uit polymeren, die chemisch aan elkaar zijn gebonden tot ketens. Lange kettingen creëren sterkere materialen, Sifri zei, terwijl kortere kettingen een gemakkelijke verwerking mogelijk maken.

Commerciële polymeren worden gewoonlijk geproduceerd met verschillende ketenlengtes, om de prestaties en verwerkbaarheid te optimaliseren.

Tot nu, er was weinig bekend over de invloed van de vorm van de molecuulgewichtsverdeling op deze eigenschappen. De nieuwe laboratoriumprocessen zorgden voor een nauwkeurige controle over deze variabele, op zijn beurt biedt het een systematische studie van de invloed ervan op de fysieke eigenschappen van het materiaal.

"Ons werk is veelbelovend voor het verlagen van de hoeveelheid energie die nodig is bij de verwerking zonder afbreuk te doen aan de sterkte van het polymeer, Sifri zei. "De boodschap om mee naar huis te nemen:verminder de verwerkingsenergie en zorg ervoor dat de sterkte niet in het gedrang komt. Zo vallen de plastic bakjes niet uit elkaar."

Om de treksterkte van het plastic te testen, de onderzoekers vormden het nieuwe plastic tot kleine, platte stukken in de vorm van hondenbotten. Uit trekproeven bleek dat de verdeling van het molecuulgewicht (polymeerketens) geen invloed heeft op de spanning op het breekpunt, wat aantoont dat de bijgewerkte mogelijkheid om HDPE-verwerking te beïnvloeden de materiaalsterkte niet in gevaar brengt.

Padilla-Vélez zei:"We hebben ze uit elkaar gehaald en hebben vastgesteld hoeveel kracht er nodig is om ze te breken. Onze nieuwe manier heeft geen kracht verloren."