Ученые открыли, как производить термореактивные материалы, такие как гели, каучуки и эластомеры, чтобы их можно было разлагать и восстанавливать без потери функции.
Команда британских ученых стала на шаг ближе к тому, чтобы сделать переработку нескольких различных типов пластика намного проще, используя метод, который можно применить к целому ряду трудноперерабатываемых полимеров, включая каучуки, гели и клеи.
Термопласты и термореактивные пластмассы — это два типа пластиков, которые состоят из длинных цепочек молекул, называемых полимерами, но ведут себя по-разному при нагревании.
Термопласты можно нагревать до высоких температур, заливать в форму, а затем охлаждать, чтобы придать им желаемую форму. Впоследствии их можно расплавить и придать им другую форму при переработке, однако они могут сломаться при растяжении или напряжении.
Напротив, полимерные цепи в термореактивных пластиках сшиты, образуя сеть, которая делает их невероятно прочными и гибкими. Их часто используют в композиционных материалах, красках, покрытиях, резинах и гелях. Однако, к сожалению, наличие поперечных связей означает, что материалы горят, а не плавятся при нагревании, что значительно затрудняет их разрушение и переработку.
Теперь исследователи из Университета Бата и Университета Суррея разработали способ введения разлагаемых связей в термореактивные полимеры, чтобы облегчить их переработку.
В публикации в Polymer Chemistry они создали серию полимерных гелей с разрушаемыми связями, включенными в разные части структуры, и проверили, изменяются ли свойства после разрушения и реформирования геля.
Они обнаружили, что, хотя все гели могли в некоторой степени разлагаться, гели с разрушаемыми связями в полимерных цепях (B на диаграмме ниже) сохраняли свои свойства гораздо лучше при реформировании по сравнению с полимерами, которые были разрушены посредством поперечно-сшитых связей. облигации (А).
Исследователи надеются, что эту модельную систему можно применить к другим типам полимеров, включая клеи, герметики и эластомеры.
Доктор Мацек Копеч с химического факультета Университета Бата сказал: «Термореактивные материалы широко используются в коммерческом секторе, в таких материалах, как смолы и клеи.
«Возможность сделать связи в этих материалах обратимыми расширит их применение, а также сделает их более пригодными для вторичной переработки».
Исследователи стремятся создать общую дорожную карту лучших мест для этих разрушаемых связей, чтобы лучше понять, почему некоторые связи разрываются легче, чем другие, и планируют оптимизировать систему с использованием других коммерчески используемых полимеров.
Исследователи также рассматривают другие варианты применения своей работы, в том числе использование сшитых полимеров в качестве носителей для систем контролируемой доставки лекарств.
Работа финансировалась Исследовательским советом инженерных и физических наук (EPSRC).