Их назвали пластиками "мечты": полигидроксиалканоатами, или PHAs. Они уже являются основой молодой промышленности и представляют собой класс полимеров, созданных естественным путем живыми микроорганизмами или синтетически полученных из биообновляемого сырья. Они поддаются биологическому разложению в окружающей среде, включая океаны и почву.
Но есть причина, по которой PHAS не зарекомендовали себя как устойчивая, безвредная для окружающей среды альтернатива традиционным пластмассам. Кристаллические фазы хрупки, поэтому не так прочны и удобны, как обычные пластмассы. Их нелегко перерабатывать в расплаве и повторно использовать, что делает их производство дорогостоящим.
Химики-полимерщики из Университета штата Колорадо во главе с Юджином Ченом, заслуженным профессором химического факультета Университета, создали синтетическую платформу PHA, которая решает каждую из этих проблем, прокладывая путь к будущему, в котором PHA могут появиться на рынке как действительно экологически чистые пластмассы.
Чен и его коллеги сообщают в журнале о новом классе переработанных PHAS, легкодоступных с помощью химического катализа. Наука.
Исследователи искали стратегию, позволяющую устранить внутреннюю термическую нестабильность обычных ФАЗ; их недостаточная термостойкость также затрудняет их переработку из расплава в конечные продукты. Химики из CSU внесли фундаментальные изменения в структуру этих пластмасс, заменив реакционноспособные атомы водорода, ответственные за термическое разложение, более прочными метильными группами. Эта структурная модификация значительно повышает термическую стабильность PHAS, в результате чего получаются пластмассы, которые могут быть обработаны расплавом без разложения.
Более того, эти недавно разработанные PHA обладают механической прочностью, превосходящей даже два наиболее распространенных вида пластика: полиэтилен высокой плотности, используемый в таких продуктах, как бутылки для молока и шампуня, и изотактический пропилен, который используется для изготовления автомобильных деталей и синтетических волокон. Самое приятное то, что новый PHA может быть химически переработан обратно в его молекулу-строительный блок, называемый мономером, с помощью простого катализатора и тепла, а восстановленный чистый мономер можно повторно использовать для повторного воспроизведения того же PHA - в принципе, бесконечно.
"Мы добавляем три ключевые желаемые функции к биологической фазе, включая замкнутый цикл химической переработки, который необходим для достижения циклической экономики PHA", - сказал Чен.
Работа была поддержана консорциумом BOTTLE при Министерстве энергетики.
Комментарии