Phương pháp mới được tìm thấy để biến nhựa số bảy thành các sản phẩm có giá trị
của Tina Hilding, Đại học Bang Washington
Nhóm nghiên cứu của WSU, bao gồm nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Yu-Chung Chang, đã sử dụng chất thải nhựa PLA để tạo ra một loại nhựa chất lượng cao cho in 3D. Ảnh: WSU
Một phương pháp để chuyển đổi một loại nhựa thường bị vứt bỏ thành một loại nhựa được sử dụng trong in 3D có thể cho phép tận dụng tốt hơn chất thải nhựa.
Một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Bang Washington đã phát triển một cách đơn giản và hiệu quả để chuyển đổi axit polylactic (PLA), một loại nhựa sinh học được sử dụng trong các sản phẩm như dây tóc, đồ bạc bằng nhựa và bao bì thực phẩm thành một loại nhựa chất lượng cao.
Yu-Chung Chang, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường WSU, cho biết: “Chúng tôi đã tìm ra cách để biến nó thành một thứ gì đó mạnh mẽ hơn và tốt hơn, và chúng tôi hy vọng điều đó sẽ cung cấp cho mọi người động lực để nâng cấp thứ này thay vì chỉ vứt bỏ nó”. của Cơ khí và Vật liệu Kỹ thuật và một đồng tác giả tương ứng về tác phẩm. "Chúng tôi đã làm ra những vật liệu chắc chắn hơn ngay từ thùng rác. Chúng tôi tin rằng đây có thể là một cơ hội tuyệt vời."
Khoảng 300.000 tấn PLA được sản xuất hàng năm và việc sử dụng nó đang tăng lên đáng kể.
Mặc dù có nguồn gốc sinh học, PLA, được phân loại là nhựa số bảy, không dễ bị phân hủy. Nó có thể trôi trong nước ngọt hoặc nước mặn trong một năm mà không bị biến chất. Nó cũng hiếm khi được tái chế vì giống như nhiều loại nhựa khác, khi bị nấu chảy và tái tạo lại, nó không hoạt động tốt như phiên bản ban đầu và trở nên kém giá trị hơn.
Chang nói: “Nó có thể phân hủy sinh học và có thể làm phân compost, nhưng một khi bạn nhìn vào nó, hóa ra có thể mất tới 100 năm để phân hủy trong một bãi rác. "Trên thực tế, nó vẫn tạo ra rất nhiều ô nhiễm. Chúng tôi muốn đảm bảo rằng khi chúng tôi bắt đầu sản xuất PLA trên quy mô hàng triệu tấn, chúng tôi sẽ biết cách đối phó với nó."
Trong nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí Green Chemistry, các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Giáo sư Jinwen Zhang tại Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu, đã phát triển một phương pháp nhanh và không có chất xúc tác để tái chế PLA, phá vỡ chuỗi dài các phân tử thành monome đơn giản - khối cấu tạo của nhiều loại nhựa. Toàn bộ quá trình hóa học có thể được thực hiện ở nhiệt độ nhẹ trong khoảng hai ngày. Hóa chất mà họ sử dụng để phá vỡ PLA, aminoethanol, cũng không đắt.
Chang nói: “Nếu bạn muốn xây dựng lại một lâu đài Lego thành một chiếc xe hơi, bạn phải phá nó ra từng viên gạch. "Đó là những gì chúng tôi đã làm. Aminoethanol cắt chính xác PLA trở lại thành monomer, và một khi nó trở lại monomer, bầu trời là giới hạn vì bạn có thể trùng hợp lại nó thành một thứ gì đó mạnh hơn."
Sau khi PLA được chia nhỏ thành các khối xây dựng cơ bản của nó, các nhà nghiên cứu đã xây dựng lại nhựa và tạo ra một loại nhựa lỏng có thể sửa chữa được bằng hình ảnh thường được sử dụng làm "mực" in cho máy in 3D. Khi nó được sử dụng trong máy in 3D và đóng rắn thành các miếng nhựa, sản phẩm cho thấy các đặc tính cơ và nhiệt tương đương hoặc tốt hơn so với các loại nhựa bán sẵn trên thị trường.
Trong khi các nhà nghiên cứu tập trung vào PLA cho nghiên cứu, họ hy vọng sẽ áp dụng công trình này cho polyethylene terephthalate (PET), phổ biến hơn PLA, có cấu trúc hóa học tương tự và gây ra vấn đề rác thải lớn hơn.
Họ đã nộp bằng sáng chế tạm thời và đang nỗ lực để tối ưu hóa hơn nữa quy trình. Các nhà nghiên cứu cũng đang xem xét các ứng dụng khác cho phương pháp tăng chiết suất.
