Plastic voor eenmalig gebruik is een groot probleem voor het milieu, maar nu kunnen gebruikte plastic zakken uit de supermarkt worden gebruikt om een ​​reactie uit te voeren die gevaarlijke chemicaliën kan ontgiften, in plaats van als afval te worden weggegooid.

Een team onder leiding van onderzoekers van het Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD) van de Universiteit van Hokkaido heeft een methode ontwikkeld die gewone plastic materialen gebruikt in plaats van potentieel explosieve verbindingen om radicale kettingreacties te initiëren.

Deze aanpak verhoogt de veiligheid van het proces aanzienlijk en biedt tegelijkertijd een manier om gewone kunststoffen zoals polyethyleen en polyvinylacetaat te hergebruiken. Deze bevindingen zijn gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society .

Onderzoekers gebruikten een kogelmolen, een machine die snel een stalen kogel in een stalen pot schudt om vaste chemicaliën te mengen. Wanneer de bal tegen het plastic botst, verbreekt de mechanische kracht een chemische binding en vormen radicalen, die een zeer reactief, ongebonden elektron hebben. Deze radicalen faciliteerden een zichzelf onderhoudende kettingreactie die dehalogenering (de vervanging van een halogeenatoom door een waterstofatoom) van organische halogeniden bevordert.

"Het gebruik van basisplastics als chemische reagentia is een compleet nieuw perspectief op organische synthese", zegt universitair hoofddocent Koji Kubota. "Ik geloof dat deze aanpak niet alleen zal leiden tot de ontwikkeling van veilige en zeer efficiënte op radicalen gebaseerde reacties, maar ook tot een nieuwe manier om afvalplastic te gebruiken, wat een serieus sociaal probleem vormt."

Het hergebruik van afvalplastic werd gedemonstreerd door plastic snippers van een gewone boodschappentas aan de kogelmolenpot toe te voegen en de reactie met succes uit te voeren. Het team toonde ook aan dat hun methode kan worden toegepast op de behandeling van zeer giftige polygehalogeneerde verbindingen, die veel worden gebruikt in de industrie. Polyethyleen werd gebruikt om een ​​radicaalreactie op gang te brengen waarbij meerdere halogeenatomen werden verwijderd uit een verbinding die gewoonlijk als vlamvertrager wordt gebruikt, waardoor de toxiciteit ervan werd verminderd.

Onderzoekers verwachten dat deze methode de aandacht van de industrie zal trekken vanwege de voordelen op het gebied van kosten en veiligheid.

"Onze nieuwe aanpak, waarbij gebruik wordt gemaakt van stabiele, goedkope en overvloedige plastic materialen als initiatoren van radicale kettingreacties, heeft het aanzienlijke potentieel om de ontwikkeling van industrieel aantrekkelijke, veilige en zeer efficiënte chemische processen te bevorderen", aldus professor Hajime Ito.

Meer informatie: Koji Kubota et al., Mechanochemie gebruiken om basisplastics te activeren als initiatiefnemers voor radicale kettingreacties van kleine organische moleculen, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c12049

Journaalinformatie: Journaal van de American Chemical Society

Aangeboden door Hokkaido Universiteit