Deșeurile de polistiren sunt pretutindeni și nu sunt biodegradabile. Oamenii de știință au găsit o modalitate de a o descompune.

Oamenii de știință de la laboratorul Ames al Departamentului Energiei din SUA și partenerii lor de la Universitatea Clemson au descoperit un proces verde cu consum redus de energie pentru descompunerea polistirenului, un tip de plastic utilizat pe scară largă în materialele de ambalare din spumă, recipiente de unică folosință pentru alimente, veselă și multe alte aplicații.

Polistirenul face parte din problema globală a deșeurilor de plastic mult mai mare. Sute de milioane de tone metrice de polimeri sunt produse în fiecare an, iar marea majoritate sunt aruncate după utilizare. Din cauza Stabilitate chimică Și durabilitatea polimerilor industriali, deșeurile de plastic nu se degradează ușor în depozitele de deșeuri și sunt adesea arse, rezultând dioxid de carbon și alte gaze periculoase. Pentru a opri și a reduce inundația crescândă de deșeuri de polimeri Satura Emisii. Plasticul trebuie reciclat sau transformat în produse noi cu valoare adăugată.

În prezent, reciclarea marii majorități a materialelor plastice nu este viabilă din punct de vedere economic; Sortarea și separarea acestora necesită mult timp și muncă, în timp ce procesarea și reciclarea chimică necesită aporturi mari de energie și solvenți toxici. Polimerii reciclați prezintă adesea performanțe inferioare materialelor nou fabricate „fabricate de la zero”.

O echipă de oameni de știință din laboratorul Ames a folosit un tratament de măcinare cu bile pentru a descompune polistirenul comercial într-un singur pas, în Temperatura camerei, În atmosfera înconjurătoare în absența solvenților nocivi. Frezarea cu bile este o tehnică care plasează materialele într-un balon de măcinat cu rulmenți cu bile metalice, care sunt apoi agitate până când apare reacția chimică necesară. Această abordare experimentală se numește chimie mecanică și are multe aplicații în sinteza de noi materiale și caracteristici atractive în ceea ce privește reciclarea plasticului.

Descompunerea polistirenului continuă printr-o serie de evenimente chimice care implică tăierea mecanică a particulelor mari, generând Electroliți liberi Poate fi detectat în materialele de la sol chiar și după expunere îndelungată la aer. Rulmenții metalici utilizați pentru măcinare și oxigenul ambiental acționează ca catalizatori care permit extragerea mono stirenului din specii oligomerice purtătoare de rădăcini. Experimentele au arătat că creșterea temperaturii materialului în timpul măcinării nu este responsabilă pentru fenomenul observat, deoarece temperatura din pulberea măcinată nu depășește 50 ° C în timp ce descompunerea termică a polistirenului începe în aer la aproximativ 325 ° C. Grupul Clemson a subliniat defalcarea cuprinzătoare a polimerului original în fracțiuni mai mici, texturi mai ușoare, potrivite pentru prelucrarea ulterioară în noi produse cu valoare adăugată.

„Această metodă reprezintă o descoperire importantă care permite degradarea simultană a polimerului cu crăparea acestuia în condiții ambientale, adică cu aproximativ 300 ° C sub temperatura de termoliză a materialului original”, a declarat om de știință șef al laboratorului Ames, Victor Palima. „Credem că această dovadă a conceptului este o posibilitate interesantă pentru dezvoltarea de noi tehnologii de reciclare pentru toate materialele plastice, care vor contribui la crearea unei economii circulare.”

Partenerul său de la Universitatea Clemson, distinsul profesor Igor Lozenov de la Universitatea Kentwall, a comentat: „Această descoperire deschide noi modalități de recuperare a monomerilor la temperatură scăzută din sisteme pe bază de polimeri, cum ar fi compozite și folii. Pe unitățile de stiren din structurile lor”.

Un cercetător Alfred B. Sloan, profesorul Aaron Rossini de la Universitatea de Stat din Iowa, observă că „spectroscopia de rezonanță magnetică electronică arată concentrații mari de radicali liberi concentrați în carbon din polistiren care au fost măcinați în aer. Acesta este un rezultat uimitor, deoarece radicalii liberi sunt de obicei foarte reactivi. prezența rădăcinilor oferă dovezi directe că măcinarea cauzează îndepărtarea directă Polimer lanţuri. Ne așteptăm ca siturile reactive asociate cu radicalii liberi să poată fi utilizate pentru a activa polimerii tratați pentru a obține noi produse cu valoare adăugată. „

Cercetarea este discutată mai detaliat într-o lucrare intitulată „Polimerizarea polistirenului în condiții ambientale”, scrisă de Victor B. Palima și Ihor Z. Hlova, Scott El Carnahan, Masturia Sidi, Alexander Dulotko, Aaron J. Rossini și Igor Lozenov; Prezentat pe coperta frontală a Nou Jurnal de Chimie.