Un nuovo tipo di plastica può essere utilizzato ripetutamente
Ultima recensione: 16.10.2021
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Lawrence Berkeley National Laboratory, di proprietà del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, ha creato un nuovo tipo di materiale polimerico. Questo materiale, dal tipo di designer, viene smontato e assemblato, assumendo la forma, la densità e la tonalità di colore necessarie senza perdita di qualità. Questo polimero era chiamato polidiketoenamina, abbreviato PDK.
La plastica prodotta in tutto il mondo non deve principalmente essere riutilizzata. Gli esperti hanno applicato un nuovo metodo di produzione, con il quale è possibile prendere in considerazione l'elaborazione molecolare del prodotto.
Il ben noto e più comune PET di plastica (polietilentereftalato) al momento è adatto per la lavorazione solo del 25%. Tutto il resto è in inceneritori, discariche o insediamenti nei corpi idrici e del suolo.
La plastica di solito è costituita da molecole molecolari lunghe a base di carbonio che sono collegate tra loro per formare polimeri. A causa della loro struttura, mostrano stabilità chimica, cioè non sono sensibili alla corrosione. Per adattare il materiale ad un uso specifico, altri componenti chimici vengono aggiunti ad esso negli impianti. Ad esempio, gli additivi sono necessari per rendere la plastica più morbida o, al contrario, più densa. Successivamente, tali additivi non possono più essere rimossi dalla composizione, anche con la lavorazione specializzata di materie plastiche.
Materiali con diversi componenti chimici vengono miscelati, combinati e fusi durante il processo di lavorazione. Le proprietà della plastica recuperata sono quasi impossibili da prevedere.
Il riciclaggio della plastica è un grosso problema in tutto il mondo. Ora la questione dell'inquinamento dell'ecosistema viene sollevata ovunque, e molto probabilmente dovremo aspettarci un peggioramento della situazione, poiché la quantità di plastica inutilizzata e prodotta continua a crescere.
Si scopre che i monomeri che compongono il PDK vengono facilmente rimossi immergendo semplicemente il materiale in un liquido fortemente acido, in cui si rompono i legami tra i monomeri e i componenti aggiuntivi.
Gli scienziati hanno scoperto questa capacità del PDK quando applicano vari acidi ai contenitori di vetro utilizzati per la preparazione di miscele adesive. Gli specialisti hanno notato che la colla stava cambiando. Ciò li ha costretti ad analizzare la plastica mediante risonanza magnetica nucleare e spettroscopia, grazie alla quale è stata scoperta l'originalità dei monomeri.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che l'ambiente acido divide i polimeri PDK in monomeri, separandoli contemporaneamente da molecole aggiuntive. In questo caso, i monomeri possono essere riconvertiti in polimeri, che dopo l'elaborazione saranno completamente purificati da altri componenti. Gli esperti suggeriscono che un nuovo tipo di plastica può diventare un analogo promettente di altri materiali che non sono riciclabili.
Gli specialisti hanno già pianificato lo sviluppo di materie plastiche PDK, che hanno una vasta gamma di capacità termomeccaniche, per un uso successivo nelle industrie tessili e di stampa 3D. Si prevede inoltre di produrre nuovi tipi di plastica da materiali vegetali e rispettosi dell'ambiente.
I dettagli del lavoro sono stati presentati nelle pagine di Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).