반복 재활용을 위한 플라스틱. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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재활용 가능한 플라스틱

29.04.2018

미국 화학자들은 기계적 특성과 열 안정성 측면에서 현대 플라스틱보다 열등하지 않은 고분자 재료를 합성했습니다. 그것의 장점은 이 물질이 통제된 방식으로 재활용될 수 있고 개별 단량체로 다시 분해될 수 있다는 것입니다. 이렇게 얻은 단량체는 새로운 중합에 적합하므로 이러한 재료를 반복적으로 사용할 수 있습니다.

현대 플라스틱의 주요 장점 중 하나는 내구성과 외부 기계적 부하 및 작은 온도 변화에 대한 내성입니다. 그러나 플라스틱의 화학적 기계적 특성은 시간이 지남에 따라 크게 변하지 않는다는 사실은 명백한 부정적인 결과를 초래합니다.

플라스틱의 지속 가능성 때문에 재활용이 거의 불가능하여 점차적으로 지구를 오염시키고 바다에 축적되며 해양 생태계의 삶을 방해합니다. 따라서 현대 화학의 중요한 과제는 한편으로는 필요한 물리적 특성을 갖고 다른 한편으로는 쉽게 재활용될 수 있고 그 후에 재사용할 수 있는 고분자 재료를 찾는 것입니다.

Eugene Y.-X. Chen의 지도하에 콜로라도 대학의 미국 화학자들은 밀도, 탄성 및 열 안정성과 같은 물리적 특성을 현대 플라스틱 수준으로 가지고 있고 중합 및 역 해중합 반응의 사이클. 이 화합물의 단량체는 γ-부티로락톤을 기반으로 하는 분자로, XNUMX개의 탄소 원자가 추가로 트랜스 형태의 고리 구조로 연결되어 있습니다. 이러한 단량체는 상업적으로 이용 가능한 시약으로부터 XNUMX단계 합성을 사용하여 매우 쉽게 대량으로 얻을 수 있습니다.

단량체의 후속 중합도 매우 쉽습니다. 실온에서 매우 적은 양의 촉매(0,5몰% 이하)를 사용하여 단 몇 분 만에. 이 경우 두 가지 다른 유형의 촉매를 사용할 수 있습니다. 그 중 하나의 선택에 따라 선형 또는 고리 구조의 두 가지 유형의 중합체 중 하나가 형성됩니다. 선형 고분자의 평균 분자량은 1~80메가달톤, 고리형 고분자의 평균 분자량은 약 XNUMX킬로달톤이었다.

분자량, 열안정성 및 기계적 특성 등 모든 특성에서 두 유형의 폴리머는 현재 사용되는 플라스틱 유형과 매우 유사한 것으로 밝혀졌습니다(또한 각 폴리머는 두 가지 키랄 형태로 존재할 수 있지만 라세미 혼합물 두 거울상 이성질체 중 가장 좋은 특성을 가짐). 따라서 환형 및 선형 중합체의 라세미체의 용융 온도는 약 섭씨 190도, 유리 전이 온도는 약 섭씨 50도, 탄성 계수는 약 2,7기가파스칼로 현대 플라스틱의 성능에 필적합니다. 재료, 예를 들어 생분해성 폴리락티드.

과학자들은 합성된 폴리머의 주요 이점을 해중합을 사용한 다중 처리의 가능성이라고 부릅니다. 해중합은 섭씨 300도 이상의 온도에서 또는 염화아연이 있는 상태에서 보다 적당한 온도(섭씨 120도)에서 열분해를 통해 수행할 수 있습니다. ZnCl2. 분해 반응의 수율은 약 97%였다. 해중합 과정에서 형성된 단량체는 초기 상태와 특성이 다르지 않으며 원하는 고분자 물질을 얻기 위해 재사용할 수 있습니다.

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