(Phys.org) —Wie geeft er om oud plastic? Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) doen, zodat u niet jaren onderweg hoeft te zijn, wanneer de plastic brouwsels van vandaag beginnen af ​​te breken en te desintegreren door blootstelling aan weersinvloeden. Experimenten bij NIST kunnen wetenschappers helpen betere tests te bedenken om ervoor te zorgen dat verouderende kunststoffen na verloop van tijd geen gevaar voor het milieu of de gezondheid opleveren.

Tests als deze zijn nu belangrijker dan ooit, omdat plastic niet meer is wat het was. Moderne epoxy's worden vaak sterker gemaakt, lichter en veerkrachtiger door de toevoeging van meerwandige koolstofnanobuizen (MWCNT's), een speciale vorm van koolstof die er onder een microscoop uitziet als rollen kippengaas. MWCNT's verbeteren al de kunststoffen die in honkbalknuppels worden gebruikt, tennis rackets, fietsen en vliegtuigen, en hoewel de kleine buisjes lang meegaan, er bestaat geen uitgebreide reeks tests om te bepalen wat er op de lange termijn met hen gebeurt. Dus een NIST-team nam stappen om dat te veranderen.

"Er zijn enkele onderzoeken gedaan naar het effect van ultraviolet (UV) licht, maar niet met een groot aantal analysemethoden, ", zegt Elijah Petersen van NIST. "We wilden beginnen met het ontwikkelen van een reeks tests voor het evalueren van de prestaties van deze nanocomposietmaterialen, zodat we hun potentiële risico's kunnen onderzoeken, indien van toepassing, tijdens gebruik."

Het team had een manier nodig om het vernederende effect van jaren van hoge temperatuur te simuleren, vochtigheid en zonlicht, maar zonder zo lang op resultaten te wachten. Ze maakten monsters van epoxy met 3,5 procent MWCNT's - een vrij typische menghoeveelheid - en stopten ze in een door NIST ontwikkeld apparaat genaamd SPHERE (Simulated Photodegradation via High Energy Radiant Exposure), die krachtig UV-licht uitstraalt in een kamer die op 50 graden Celsius en 75 procent luchtvochtigheid wordt gehouden. De monsters daar 100 dagen houden "was het equivalent van vier jaar in de zon van Florida, ', zegt Petersen.

Na de monsters te hebben blootgesteld aan dit kunstmatige Florida, het team voerde een reeks van zes verschillende tests uit die veranderingen analyseerden, variërend van massa tot uiterlijk tot oppervlaktechemie. Een belangrijke ontdekking was dat het UV-licht de neiging had om de epoxy te vernietigen, maar aan de oppervlakte bleef een spaghetti-achtig netwerk van nanobuisjes, die volgens de testgroep minder beschadigd waren door SPHERE-blootstelling dan de epoxymatrix.

Dus zijn deze nanocomposietmaterialen voor altijd stabiel? Petersen zegt dat de studie niet elke vraag beantwoordde, maar dat het onderzoekers zou moeten helpen om antwoorden effectiever te bepalen dan voorheen mogelijk was door de ontwikkeling en optimalisatie van meerdere analytische methoden.

"We hebben veel nieuwe informatie gekregen van de testsuite over hoe nanocomposieten degraderen, " zegt Petersen, "en het meest bemoedigende is dat de resultaten van de verschillende tests elkaar over het algemeen ondersteunen. We hopen dat de testsuite een betere analyse van de stabiliteit van deze nieuwe kunststoffen mogelijk maakt, die steeds vaker voorkomen in het dagelijks leven."