Cercetătorii de la Universitatea din Liverpool înregistrează progrese semnificative în încercarea de a dezvolta noi polimeri de sulf care oferă o alternativă ecologică la unele materiale plastice tradiționale pe bază de petrochimie.

Polimerii sintetici sunt preparați printr-o reacție chimică, de multe ori într- un laborator. Exemple de polimeri sintetici includ PVC (policlorură de vinil), polistiren, cauciuc sintetic, silicon, polietilenă, neopren și nailon . Polimerii sintetici sunt utilizați pentru fabricarea maselor plastice, adezivi, vopsele, piese mecanice, și multe obiecte comune.

Tom Hasell și echipa sa au publicat două lucrări care demonstrează evoluții practice și interesante pentru tehnologiile și aplicarea polimerilor de sulf.

Această nouă cercetare se bazează pe descoperirea schimbării jocului lor în 2019, când au raportat un nou proces catalitic pentru a face polimerii din sulf.

Sulful este un produs rezidual din multe procese industriale, iar în ultimii ani, un număr tot mai mare de oameni de știință au devenit interesați să-l folosească ca o alternativă ecologică la petrolul din care se fabrica materiale plastice. Pe lângă faptul că este într-o ofertă abundentă, sulful are, de asemenea, un avantaj suplimentar de a duce la polimeri mai ușor reciclabili.

Reciclarea chimica a materialelor polimerice

Reciclarea chimică a materialelor polimerice face parte din categoria metodelor de reciclare tertiară care implică procese în care are loc modificarea structurii chimice a polimerilor. Aceştia suferă reactii de depolimerizare, cracare etc., în urma cărora are loc formarea unor monomeri, a unor compuşi chimici care pot fi utilizati ca materie primă în industrie, sau a unor combustibili gazoşi, lichizi sau solizi. Sub denumirea de reciclare chimică sunt grupate procesele în urma cărorase obtin monomeri sau materii prime pentru industrie.

Într-o lucrare publicată în Angewandte Chemie, dr. Hasell și colegii fac o descoperire interesantă care abordează slăbiciunea polimerilor de sulf, un factor care și-a limitat aplicarea.

Condus de doctorand Peiyao Yan, lucrarea demonstrează că adăugarea unui al doilea tip de legături, legături de uretan, la materiale crește rezistența polimerilor de sulf cu până la 135 de ori. Modul în care este introdus acest al doilea tip de lipire înseamnă că cantitatea sa poate fi controlată și, la rândul său, controlează proprietățile fizice ale polimerilor.

S-a constatat că polimerii întăriți de sulf au efecte asupra memoriei formei – pot fi reglați într-o formă, înainte de a fi deformați temporar în alta. Când sunt încălziți puțin, ei „își amintesc” de forma anterioară și se întorc la ea. Acest proces de setare și deformare temporară pot fi repetate de mai multe ori.

Aceasta este o primă pentru polimerii de sulf și, în ciuda acestor proprietăți neobișnuite, legăturile de sulf ale polimerilor sunt ușor de reciclat și deschid aplicații potențiale în domenii precum robotica moale, medicină și obiecte autoreparatoare.

Resursele naturale neregenerabile (cărbunele, petrolul, gazele naturale,minereurile feroase şi neferoase) sau regenerabile (lemnul, plantele industriale) au devenit insuficiente.
Singura soluţie pentru satisfacerea nevoilor materiale ale populaţiei în creştere este obţinerea unor materiale sintetice care să le înlocuiască pe cele naturale şi a căror producţie să poată fi ajustată conform necesităţilor. O variantă de materiale sintetice care a cucerit toate domeniile actuale de activitate, prin extraordinara capacitate de adaptare a proprietăţilor lor la cerinţele aplicative sunt materialele polimerice. Astfel, polimerii sunt consideraţi ca “un dar al ştiinţei şitehnologiei” pentru umanitate.

Într-o a doua lucrare, publicată în Chemical Science, grupul Dr. Hasell s-a alăturat cercetătorilor de la Universitatea Flinders din Australia pentru a arăta că polimerii de sulf ar putea forma un cauciuc ca material care ar putea fi ușor auto-reparat la puterea lui inițială în câteva minute, doar prin aplicarea unui catalizator de amină care ajută legăturile din suprafețele sparte să se vindece împreună.

Acest nou tip de cauciuc și catalizator poate fi utilizat cu un consum redus de energie pentru a face obiecte flexibile, reparabile, durabile – oferind o aplicație foarte reală și utilă pentru acești noi polimeri de sulf.

Dr Tom Hasell a spus: „Ambele lucrări arată într-adevăr potențialul polimerilor obținuți din sulful rezidual de a fi un material viabil de înlocuire a unor materiale plastice tradiționale pe bază de petrochimie”.

„Nu numai ca material de înlocuire, ci si ca unul care este mai ușor de reciclat și are proprietăți noi și interesante pentru chimiștii de materiale”..

„Suntem încântați să vedem ce idei au cercetătorii pentru utilizarea acestor noi descoperiri, în special forma memoriei și proprietățile„ reprogramării ”.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here