211service.com
Katalizatoriai plastiko perdirbimui
Plastikinis butelis, išmestas į šiukšliadėžę, gali būti susmulkintas ir pakartotinai panaudotas megztiniui ar kilimui gaminti, tačiau jis nebus paverstas kitu vandens buteliu. Bent jau ne iki šiol. IBM ir Stanfordo mokslininkų kuriami katalizatoriai gali padėti ekonomiškai efektyviai suskaidyti polietileno tereftalatą arba PET plastiką į jų sudedamąsias dalis, kad būtų galima pakartotinai naudoti buteliuose. Bendrovė stengiasi išbandyti savo PET perdirbimo katalizatorių dideliu mastu, kad galiausiai būtų sukurta pramoniniam naudojimui.
Plastiko perdirbimas: IBM Almadeno tyrimų centro mokslininkas Jamesas Hedrickas kuria katalizatorius, kurie padeda chemiškai perdirbti PET plastiką, naudojamą šiems buteliams gaminti.
Dauguma plastikinių gėrimų butelių yra pagaminti iš PET, kaip ir bet kas su 1 perdirbimo antspaudu. Paprastai plastikas plaunamas, mechaniškai šlifuojamas ir sumaišomas su grynu PET, kad susidarytų polimeras, kuris netinka pakuoti, bet gali būti naudojamas antriniams gaminiams, įskaitant drabužius ir kilimines dangas, gaminti.
PET naudojamas mechaninis, o ne cheminis perdirbimas, nes per brangu suskaidyti polimerą į chemines dalis, sako Dennisas Sabourinas, PET vykdomasis direktorius. Nacionalinė PET konteinerių išteklių asociacija , prekybos organizacija. Sabourinas sako, kad yra du būdai, kaip atlikti cheminę reakciją, tačiau jie yra labai daug energijos reikalaujantys ir buvo atsisakyta dėl išlaidų. Net ir naudojant esamus katalizatorius, kurie padėtų vykti perdirbimo reakcijoms, šie procesai turi būti atliekami aukštoje temperatūroje ir esant dideliam slėgiui ir užtrunka ilgai. Jei naujieji katalizatoriai turėtų nors šiek tiek sėkmės, tai būtų didelė naujiena, sako Sabourinas.
IBM ir Stanfordo mokslininkai, kurie šiandien aprašė savo darbą žurnale Makromolekulės , sukūrė keletą naujų katalizatorių, iš kurių vienas gali būti naudojamas chemiškai perdirbti PET per trumpą laiką esant 75 ºC temperatūrai. PET gaminamas iš dviejų žaliavų, kurių viena yra organinė rūgštis, kita – etilenglikolis, kuris yra palyginti nebrangus. Katalizatorius veikia etilenglikolio tirpale. Kai į tirpalą dedami supjaustyti vandens buteliai, dėl katalizatoriaus plastike esanti organinė rūgštis reaguoja su tirpale esančiu etilenglikoliu, kad susidarytų PET, kurio kokybė yra tokia pati kaip ir buteliui gaminti.
Nauji katalizatoriai yra dešimtmetį trukusio IBM tyrimų projekto, skirto sukurti geresnius būdus, kaip gaminti polimerus, naudojamus kaip izoliacinis sluoksnis kompiuterių lustuose, rezultatas. Šie sluoksniai tradiciškai ruošiami naudojant katalizatorius, kuriuose yra metalo. Metaliniai katalizatoriai yra labai aktyvūs, tačiau juos sunku pašalinti pasibaigus reakcijai, todėl lieka mažų priemaišų, kurios vis dėlto gali trukdyti lusto veikimui. Šios metalinės priemaišos taip pat gali išsiplauti ir tapti aplinkos teršalu, kai lustas, pasibaigus jo gyvavimo laikui, išmetamas į šiukšlių dėžę. To katalizatoriaus pašalinimas yra brangus, todėl pradėjome ieškoti naujo būdo polimerams gaminti, sako Jamesas Hedrickas, IBM vadovaujantis mokslininkas. Almadeno tyrimų centras San Chosė mieste, Kalifornijoje.
IBM mokslininkai kreipėsi į organinius katalizatorius, kurių konstrukcija yra panaši į biologinius fermentus.
Hedrickas sako, kad organiniai katalizatoriai tradiciškai buvo smarkiai kritikuojami, nes jie turi mažą aktyvumą ir reikalingi dideli jų kiekiai. Radome katalizatorių šeimų, kurios yra tokios pat aktyvios kaip metaliniai katalizatoriai, kai kurie iš jų tinkami naudoti su lustų izoliacinėmis medžiagomis, o kai kurie gali dirbti su PET. IBM mokslininkai bendradarbiavo su skaičiavimo chemijos grupe įmonėje, kad modeliuotų katalizatorių aktyvumą ir eksperimentiškai pademonstravo juos laboratorijoje.
PET perdirbimo katalizatorius, molekulės tipas, vadinamas karbenu, buvo įkvėptas vitamino B1, sako Stanfordo chemijos profesorius. Robertas Veimutas . Stanfordo ir IBM mokslininkai spėjo, kad panaši organinė maža molekulė gali gerai katalizuoti reakcijas, kurių metu esteriai susijungia ir susidaro ilgi polimerai.
IBM mokslininkai dabar bendradarbiaus su tyrėjais Karaliaus Abdulazizo mokslo ir technologijų miestas Saudo Arabijoje, kad išbandytų cheminį PET perdirbimą didesniu mastu. Turime pamatyti, ar tai, ką atradome laboratorijos stende, gali veikti dideliuose reaktoriuose, sako Waymouth. Pradiniuose bandymuose daugiausia dėmesio bus skiriama polimero suskaidymui į jo sudedamąsias dalis. Tačiau bendrovė taip pat pasiekė gerų rezultatų, naudodama savo organinius katalizatorius PET depolimerizacijai, kad gautų specializuotas medžiagas, pvz., didelio stiprumo plastikų žaliavas, kurios yra vertingesnės, bet brangesnės naudojant kitus būdus. Jūs pradedate nuo šiukšlių ir vėl ją sukuriate į didesnės vertės medžiagas, sako Robertas Allenas , IBM Almaden pažangiosios medžiagų chemijos vyresnysis vadovas.