Nový proces proměňuje plastový odpad v použitelné lepidlo

Tým vědců z Univerzity Berkeley vytvořil proces, který proměňuje plastový odpad v něco hodnotnějšího – v lepicí hmotu. Nápad založený na použití technického katalyzátoru měl přinést možnosti, jak recyklovat plasty a dát jim nové využití, a přitom zachovat jejich žádoucí vlastnosti.

Plastový odpad je jeden z největších ekologických problémů moderního světa, přitom však plasty nejsou atraktivní pro společnosti zabývající se recyklací. Na rozdíl od lepenky, skla nebo kovového šrotu je nové využití plastů velmi obtížné, a pokud k němu dojde, je výsledný produkt méně hodnotný než původní plast, což není příliš velká motivace.

Plasty mají celou řadu vlastností, které u nich byly pečlivě vytvořeny, např. ohebnost, jednotnost a schopnost snadného zpracování, a také to, aby snadno nepodléhaly chemickým reakcím. Výsledkem je, že recyklované plasty, např. polyetylen, často končí jako méně hodnotný stavební materiál, který ztratil mnoho z vlastností původní hmoty, nebo jsou zredukovány na palivo a lubrikanty, které znamenají nízkou hodnotu, jsou ekologicky sporné a mají krátkou životnost.

Polyetylen je dnes nejrozšířenější plast, přičemž na světě se ho každoročně vyrobí více ja 100 mil. tun. Ve svých  mnoha variantách má široké využití jako obalový materiál, nákupní tašky i sáčky na odpadky, geomembrány, zemědělský mulč, hračky a různé druhy domácích potřeb.

John Hartwig se svým týmem z Univerzity Berkeley vytvořil proces pro recyklování polyetylenu, při němž si uchová mnohé ze svých vlasností. Přidáním hydroxylové skupiny (atom kyslíku vázaný na atom vodíku k polymeru) dokáže tým proměnit polyetylen v lepidlo, které lepí kov a je možné ho nanést spolu s latexem na bázi vody, což je vlastnost, kterou polyetylen (LDPE) s nízkou hustotou postrádá. Toho lze dosáhnout při katalytickém procesu, který vyžaduje vytvoření technického katalyzátoru zvaného polyfluorovaný rutheniový porfyrin, který dokáže fungovat při vysokých teplotách potřebných pro rozpuštění plastu, zatímco jsou ponořeny do nepolárního rozpouštědla. Po přidání trochy alkoholu je lepidlo 20x silnější.

I když proces není ekonomický, vytvořená lepicí schopnost polyetylenu mu dává potenciál použití v řadě aplikací, jako jsou umělé jamky kyčelních kloubů a kolenní implantáty, izolace kovových drátů nebo lepení jiných polymerů k sobě pro vytvoření trvanlivějších produktů, které kombinují plast a kov.

 „Vize vypadá tak, že byste vzali plastový sáček, který nemá žádnou hodnotu, a místo abyste ho vyhodili, kdy by skončil na skládce, byste ho proměnili v něco s vyšší hodnotou,“ říká Hartwig. „Není možné vzít všechen plast – ročně se vyrobí stovky miliard kilogramů polyetylenu – a proměnit ho v materiál s lepicími vlastnostmi. Ale když vezmete jen zlomek a proměníte ho v něco vyšší hodnoty, může to změnit hospodaření a dosáhnout proměny zbytku plastů v něco s nižší hodnotou.“