212
Наша планета задихається від пластику. Деякі з найгірших порушників, які можуть розкладатися на звалищах десятиліттями, — це поліпропілен, який використовується для таких речей, як харчова упаковка та бампери, і поліетилен, який міститься в пластикових пакетах, пляшках, іграшках і навіть мульчі. Про це пише Аrstechnica.
Поліпропілен і поліетилен можна переробити, але процес може бути важким і часто виробляє велику кількість парникового газу метану. Обидва вони є поліолефінами, які є продуктами полімеризації етилену та пропілену, сировини, яка в основному одержується з викопного палива. Зв’язки поліолефінів також, як відомо, важко розірвати.
Тепер дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі винайшли метод переробки цих полімерів, який використовує каталізатори, які легко розривають їхні зв’язки, перетворюючи їх на пропілен та ізобутилен, які є газами при кімнатній температурі. Потім ці гази можуть бути перероблені в новий пластик.
«Оскільки поліпропілен і поліетилен є одними з найскладніших і найдорожчих видів пластику, які відокремлюються один від одного в змішаному потоці відходів, дуже важливо, щоб процес [переробки] застосовувався до обох поліолефінів», — йдеться в дослідженні, нещодавно опублікованому в Science.
Процес переробки, який використала команда, відомий як ізомеризаційний етеноліз, який покладається на каталізатор для розщеплення полімерних ланцюгів олефінів на невеликі молекули. Поліетиленові та поліпропіленові зв’язки дуже стійкі до хімічних реакцій, оскільки обидва ці поліолефіни мають довгі ланцюги одинарних вуглець-вуглецевих зв’язків. Більшість полімерів мають принаймні один вуглець-вуглецевий подвійний зв’язок, який набагато легше розірвати.
Хоча ізомеризаційний етеноліз пробували ті ж дослідники раніше, попередні каталізатори були дорогими металами, які не залишалися чистими достатньо довго, щоб перетворити весь пластик на газ. Використання натрію на оксиді алюмінію з подальшим оксидом вольфраму на кремнеземі виявилося набагато економнішим і ефективнішим, хоча високі температури, необхідні для реакції, трохи підвищили вартість
В обох пластиках вплив натрію на оксид алюмінію розриває кожен полімерний ланцюг на більш короткі полімерні ланцюги та створює розривні подвійні зв’язки вуглець-вуглець на кінцях. Ланцюги продовжували рватися знову і знову. Потім обидва пройшли другий процес, відомий як метатезис олефінів. Вони були піддані дії потоку газу етилену, що надходив у реакційну камеру, під час введення оксиду вольфраму на кремнеземі, що призвело до розриву вуглець-вуглецевих зв’язків.
Реакція розриває всі вуглець-вуглецеві зв’язки в поліетилені та поліпропілені, при цьому атоми вуглецю, що вивільняються під час розриву цих зв’язків, приєднуються до молекул етилену.
Весь ланцюг каталізується, поки поліетилен повністю не перетвориться на пропілен, а поліпропілен перетвориться на суміш пропілену та ізобутилену.
