Ученые получили устойчивый и крепкий химически перерабатываемый пластик
Американские химики придумали, как синтезировать устойчивый термопластичный полимер, который годится для переработки и повторного использования. Нужные свойства ученые нашли у полидиоксолана с молекулярной массовй больше 80 килодальтон, для синтеза которого использовали реакцию контролируемой полимеризации с раскрытием цикла. Полученные уже сейчас полимерные материалы по своим механическим параметрам не уступают современным пластикам, а в будущем метод планируют расширить и на другие полиацетали, пишут ученые в Science.
Из всех пластиковых отходов сейчас перерабатывается около 20 процентов, и всего около 2 процентов попадает в переработку замкнутого цикла. Эта проблема связана не только с вопросами сбора, сортировки и логистики, но и просто с наличием материалов, которые пригодны к полноценной переработке. Один из наиболее эффективных способов почти безотходной переработки — деполимеризация использованного пластика. Если знать, как превратить полимерный материал обратно в раствор отдельных мономеров, его практически полностью можно будет использовать повторно.
Большинство современных полимеров — или легко деполимеризуются, но при этом недостаточно прочные, или, наоборот, вопросов по их механическим характеристикам к ним нет, но есть проблемы с химическим разложением. Сейчас деполимеризация возможна для полимеров на основе сложных эфиров, карбоновых кислот и гетероциклических мономеров. Но большинство этих материалов слишком требовательны к условиям синтеза и сложности мономеров, либо к условиям деполимеризации.
Американские химики под руководством Джеффри Коутса (Geoffrey W. Coates) из Корнеллского университета нашли способ получения полиацетальных термопластов, которые не уступают по своим механическим свойствам современным полимерам, но при этом годится для повторного использования. Достоинство полиацеталей в том, их деполимеризация происходит при довольно невысоких температурах — ниже 150 градусов, но современные методы катионной полимеризации сильно ограничивают их молекулярную массу и, соответственно, механические свойства. Чтобы решить эту проблему, химики предложили немного изменить механизм полимеризации 1,3-диоксолана — пятичленного гетероцикла с двумя атомами