Een team van Britse wetenschappers is een stap dichterbij gekomen om verschillende soorten plastic veel gemakkelijker te recyclen, met behulp van een methode die kan worden toegepast op een hele reeks moeilijk te recyclen polymeren, waaronder rubbers, gels en lijmen.

Thermoplasten en thermoharders zijn twee soorten kunststoffen die beide bestaan ​​uit lange ketens van moleculen die polymeren worden genoemd, maar zich bij verhitting anders gedragen.

Thermoplastische materialen kunnen tot hoge temperaturen worden verwarmd, in een mal worden gegoten en vervolgens worden afgekoeld om de gewenste vorm te verkrijgen. Ze kunnen vervolgens worden gesmolten en in andere vormen worden omgezet wanneer ze worden gerecycled. Ze kunnen echter breken als ze uitgerekt of belast worden.

De polymeerketens in thermohardende kunststoffen zijn daarentegen verknoopt om een ​​netwerk te vormen dat ze ongelooflijk sterk en flexibel maakt. Ze worden vaak gebruikt in composietmaterialen, verven, coatings, rubbers en gels. Helaas zorgen de verknopingen ervoor dat de materialen bij verhitting verbranden in plaats van smelten, waardoor ze veel moeilijker af te breken en te recyclen zijn.

Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Bath en de Universiteit van Surrey een manier ontwikkeld om afbreekbare bindingen in thermohardende polymeren te introduceren, zodat ze gemakkelijker recyclebaar zijn.

Publiceren in Polymeerchemie , maakten ze een reeks polymeergels met breekbare verbindingen in verschillende delen van de structuur en testten of de eigenschappen veranderden nadat de gel was afgebroken en opnieuw gevormd.

Ze ontdekten dat hoewel alle gels tot op zekere hoogte konden worden afgebroken, gels met breekbare bindingen in de polymeerketens (B in het bijgevoegde diagram) hun eigenschappen veel beter behielden wanneer ze opnieuw werden gevormd, vergeleken met de polymeren die werden afgebroken via de verknoopte verbindingen. obligaties (A).

De onderzoekers hopen dat dit modelsysteem kan worden toegepast op andere soorten polymeren, waaronder lijmen, afdichtingsmiddelen en elastomeren.

Dr. Maciek Kopeć, van de afdeling scheikunde van de Universiteit van Bath, zei:"Thermosets worden veel gebruikt in de commerciële sector, in materialen zoals harsen en lijmen.

"Als we de bindingen in deze materialen omkeerbaar kunnen maken, zullen de toepassingen ervan toenemen en zullen ze beter recycleerbaar worden."

De onderzoekers willen een algemene routekaart maken van de beste locaties voor deze breekbare bindingen, beter begrijpen waarom sommige bindingen gemakkelijker breken dan andere, en plannen maken om het systeem te optimaliseren met behulp van andere commercieel gebruikte polymeren.

De onderzoekers kijken ook naar andere toepassingen van het werk, waaronder het gebruik van verknoopte polymeren als dragers voor gecontroleerde medicijnafgiftesystemen.

Meer informatie: Frances Dawson et al, Stranden versus crosslinks:topologie-afhankelijke degradatie en regeling van polyacrylaatnetwerken gesynthetiseerd door RAFT-polymerisatie, Polymeerchemie (2023). DOI:10.1039/D3PY01008B

Aangeboden door Universiteit van Bath