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Eine neue Art von Kunststoff kann wiederholt verwendet werden

 
, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 16.04.2020
 
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04 September 2019, 09:00

Das Lawrence Berkeley National Laboratory, das dem US-Energieministerium gehört, hat eine neue Art von Polymermaterial entwickelt. Dieses Material wird von der Art der Designer zerlegt und zusammengebaut, wobei die erforderliche Form, Dichte und Farbe ohne Qualitätsverlust angenommen werden. Dieses Polymer wurde Polydiketoenamin genannt, abgekürzt PDK.

Weltweit hergestellter Kunststoff darf hauptsächlich nicht wiederverwendet werden. Experten haben in der Produktion eine neue Methode angewendet, mit der Sie die molekulare Verarbeitung des Produkts berücksichtigen können.

Das derzeit bekannte und derzeit am häufigsten verwendete Kunststoff-PET (Polyethylenterephthalat) ist nur zu 25% für die Verarbeitung geeignet. Die gesamte verbleibende Menge befindet sich in Verbrennungsanlagen, Deponien oder setzt sich in Boden- und Gewässern ab.

Kunststoff besteht normalerweise aus langen Molekülmolekülen auf Kohlenstoffbasis, die zu Polymeren miteinander verbunden sind. Aufgrund ihrer Struktur weisen sie chemische Stabilität auf - das heißt, sie sind nicht anfällig für Korrosion. Um das Material an eine bestimmte Verwendung anzupassen, werden in den Werken andere chemische Komponenten hinzugefügt. Zum Beispiel sind Additive notwendig, um Kunststoff weicher oder umgekehrt dichter zu machen. In der Folge können solche Additive auch bei spezialisierter Kunststoffverarbeitung nicht mehr aus der Zusammensetzung entfernt werden.

Materialien mit unterschiedlichen chemischen Bestandteilen werden während des Verarbeitungsprozesses gemischt, kombiniert und geschmolzen. Die Eigenschaften von wiedergewonnenem Kunststoff sind kaum vorhersehbar.

Kunststoffrecycling ist weltweit ein großes Problem. Jetzt wird das Problem der Verschmutzung des Ökosystems überall angesprochen, und höchstwahrscheinlich müssen wir mit einer Verschlechterung der Situation rechnen, da die Menge an nicht verwendetem und produziertem Kunststoff weiter zunimmt.

Es stellt sich heraus, dass die Monomere, aus denen die PDK besteht, leicht entfernt werden können, indem das Material einfach in eine stark saure Flüssigkeit getaucht wird, in der die Bindungen zwischen den Monomeren und zusätzlichen Komponenten aufgebrochen werden.

Wissenschaftler haben diese Fähigkeit von PDK entdeckt, wenn sie verschiedene Säuren auf Glasbehälter auftragen, die zur Herstellung von Klebstoffmischungen verwendet werden. Fachleute bemerkten, dass sich der Kleber änderte. Dies zwang sie, Kunststoff durch Kernspinresonanz und Spektroskopie zu analysieren, wodurch die Originalität der Monomere entdeckt wurde.

Weitere Experimente zeigten, dass die saure Umgebung PDK-Polymere in Monomere spaltet und sie gleichzeitig von zusätzlichen Molekülen trennt. In diesem Fall können die Monomere wieder in Polymere umgewandelt werden, die nach der Verarbeitung vollständig von anderen Komponenten gereinigt werden. Experten schlagen vor, dass eine neue Art von Kunststoff ein vielversprechendes Analogon zu anderen Materialien werden kann, die nicht recycelbar sind.

Spezialisten haben bereits die Entwicklung von PDK-Kunststoffen mit einem breiten Spektrum an thermomechanischen Fähigkeiten für den späteren Einsatz in der Textil- und 3D-Druckindustrie geplant. Es ist auch geplant, neue Kunststofftypen aus pflanzlichen und umweltfreundlichen Materialien herzustellen.

Details der Arbeit wurden auf den Seiten der Naturchemie vorgestellt (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).

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