Forskere beskriver en mere bæredygtig proces til genanvendelse af biobaserede polycarbonater

For en måned siden forbød EU glitter. Denne aktion var en del af en indsats, der sigter mod at reducere tilstedeværelsen af ​​mikroplast i vores miljø med 30 %. Plastaffald er et alvorligt problem for vores økosystemer, og fremstødet for genanvendelse af plast har generelt fået stor opmærksomhed som en potentiel løsning.

"Cirkulære processer for plast repræsenterer måder at genbruge kemisk råmateriale ideelt igen og igen og derved i høj grad bidrage til bæredygtighed, undgå unødvendig plastikaffaldsophobning og mulig dannelse af mikroplast i vores økosystemer," forklarer prof. Arjan W. Kleij, gruppeleder. ved Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ-CERCA).

Al plast er hovedsageligt fremstillet af polymerer, makromolekyler samlet ved foreningen af ​​mange små molekyler kaldet monomerer. Ligesom et byggespil ville den ideelle plastgenvindingsproces være den kontrollerede nedbrydning af disse polymerer til mindre produkter og repolymeriseringen af ​​dem til funktionel plast.

Forskere fra ICIQ beskriver nu en cirkulær proces til at depolymerisere og repolymerisere polycarbonater, en gruppe plastik, der ofte bruges i medicinske applikationer som kirurgiske instrumenter, i byggeri og konstruktion som et alternativ til glas og i bilindustrien for at forbedre køretøjets effektivitet ved at reducere vægten.

Undersøgelsen, ledet af gruppeledere Prof. Arjan W. Kleij og Prof. Carles Bo, i samarbejde med Dr. Fernando Bravo, leder af afdelingen Knowledge and Technology Transfer (KTT), fokuserer på brugen af ​​TBD (triazabicyclodecene), en multi-task katalysator, for at fremme denne cirkulære proces for et biobaseret polycarbonat.

"Cyklusen af ​​polycarbonatgenerering, nedbrydning til en cyklisk carbonatmonomer og repolymerisation for at regenerere polycarbonatet ved brug af den samme katalysator både i nedbrydningen og i genanvendelsen kan bidrage til en mere bæredygtig cirkulær økonomi, hvor færre kemikalier er involveret, " indikerer Dr. Fernando Bravo.

Den biobaserede polymer, der anvendes i denne undersøgelse, er dannet af monomerer af limonen og kuldioxid, hvor den førstnævnte forbindelse er udvundet fra skrællen af ​​citrusfrugter og tilgængelig i store mængder fra fødevareindustrien. Poly(limonencarbonat), forkortet til PLC, har en ekstrem lav bionedbrydelighed, men kemisk nedbrydning, ligesom den katalytiske tilgang, der præsenteres i dette samarbejde, kan accelerere nedbrydningsprocessen, hvilket gør det til en potentielt attraktiv proces til kommerciel udnyttelse.

Denne sommer præsenterede ICIQ et patent på brugen af ​​limonen polycarbonat til lim og belægningsapplikationer som et alternativ til oliebaserede materialer. Denne polymerudvikling suppleres nu yderligere af den nuværende opdagelse, der demonstrerer potentialet ved PLC som et cirkulært materiale til at generere plast, der let kan genanvendes under praktiske forhold.

Denne artikel, udgivet i Angewandte Chemie International Edition , er et fremragende samarbejde mellem den eksperimentelle forskning udført i gruppen af ​​Prof. Kleij, beregningsarbejde i gruppen af ​​Prof. Bo, og polymerudviklingsaktiviteterne i ICIQ KTT-afdelingen, ledet af Dr. Bravo, der valoriserer industrielt relevante opfindelser .

Prof. Bo tilføjer yderligere, "Samarbejde mellem tværfaglige grupper er altafgørende for forskning, som understreget i dette papir. Dette samspil mellem eksperimenter og teori giver mulighed for integration af forskellig viden og tilgange, hvilket muliggør en mere omfattende og innovativ håndtering af problemstillinger. Gennem samarbejde , kan der opnås en dybere forståelse af udfordringerne, hvilket fører til udviklingen af ​​mere effektive løsninger."

Flere oplysninger: David H. Lamparelli et al., Bicyclic Guanidine Promoted Mechanistically Divergent Depolymerization and Recycling of a Biobased Polycarbonate, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202314659

Journaloplysninger: Angewandte Chemie International Edition

Leveret af Institute of Chemical Research of Catalonia