Ny måde at forvandle nummer syv plastik til værdifulde produkter

En metode til at konvertere en almindeligt smidt plastik til en harpiks, der bruges i 3D-print, kunne give mulighed for bedre udnyttelse af plastikaffald.

Et team af forskere fra Washington State University udviklede en enkel og effektiv måde at omdanne polymælkesyre (PLA), en biobaseret plast, der bruges i produkter som filament, sølvtøj og fødevareemballage til en højkvalitets harpiks.

"Vi fandt en måde at omdanne dette til noget, der er stærkere og bedre, og vi håber, at det vil give folk incitamentet til at opgradere det her i stedet for bare at smide det væk," sagde Yu-Chung Chang, en postdoc-forsker ved WSU-skolen of Mechanical and Materials Engineering og en medkorresponderende forfatter på værket. "Vi lavede stærkere materialer lige ud af skraldespanden. Vi tror på, at dette kunne være en fantastisk mulighed."

Der produceres omkring 300.000 tons PLA årligt, og brugen af ​​det stiger dramatisk.

Selvom det er biobaseret, nedbrydes PLA, som er kategoriseret som en nummer syv plastik, ikke let. Den kan flyde i fersk- eller saltvand i et år uden at blive forringet. Det genbruges også sjældent, fordi det ligesom mange andre plastiktyper, når det er smeltet ned og omdannet, ikke yder så godt som den originale version og bliver mindre værdifuldt.

"Det er biologisk nedbrydeligt og komposterbart, men når man ser på det, viser det sig, at det kan tage op til 100 år for det at nedbrydes på en losseplads," sagde Chang. "I virkeligheden skaber det stadig en masse forurening. Vi vil gerne sikre os, at når vi begynder at producere PLA på milliontons skala, vil vi vide, hvordan vi skal håndtere det."

I deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet, Green Chemistry , udviklede forskerne, ledet af professor Jinwen Zhang fra School of Mechanical and Materials Engineering, en hurtig og katalysatorfri metode til at genbruge PLA'en, og bryde den lange kæde af molekyler ned til simple monomerer - byggestenene til mange plastik. Hele den kemiske proces kan udføres ved milde temperaturer på omkring to dage. Kemikaliet, de brugte til at nedbryde PLA, aminoethanol, er også billigt.

"Hvis du vil ombygge et Lego-slot til en bil, skal du bryde det ned klods for klods," sagde Chang. "Det var, hvad vi gjorde. Aminoethanol-præcisionskåret PLA'en tilbage til en monomer, og når den først er tilbage til en monomer, er himlen grænsen, fordi du kan repolymerisere den til noget stærkere."

Da PLA var brudt ned til dets grundlæggende byggesten, genopbyggede forskerne plasten og skabte en type fotohærdende flydende harpiks, der almindeligvis bruges som print "blæk" til 3D-printere. Når det blev brugt i en 3D-printer og hærdet til plastikstykker, viste produktet samme eller bedre mekaniske og termiske egenskaber end kommercielt tilgængelige harpikser.

Mens forskerne fokuserede på PLA til undersøgelsen, håber de at anvende arbejdet på polyethylenterephthalat (PET), som er mere almindeligt end PLA, har en lignende kemisk struktur og udgør et større affaldsproblem.

De har indgivet et foreløbigt patent og arbejder på at optimere processen yderligere. Forskerne undersøger også andre anvendelser af upcycling-metoden. + Udforsk yderligere

En måde at genbruge polystyren til mere værdifulde produkter