Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
A szerves polimerekből nagyon különböző tulajdonságú anyagokat lehet előállítani. A hőre keményedő műanyagok, például, ellenállnak a hőnek és az oldószereknek, ezért nagyon tartósak, akár a sütőben is használhatók.
A hátrányuk az, hogy ha egyszer legyártottak belőlük valamit, többé nem lehet újrahasznosítani ezeket az anyagokat, írja az index.hu. A hőre lágyuló műanyagok ezzel szemben bizonyos hőmérsékletig alaktartóak, felette azonban megolvadnak, ezért újraformálhatók – viszont az oldószereknek megadják magukat. Francia kutatók most felfedeztek egy harmadik lehetőséget, egy arany középutat, vagyis a magas hőmérsékleten újraformálható, viszont az oldószereknek jól ellenálló műanyagot. A titok egy beágyazott katalizátor, ami lehetővé teszi, hogy a kémiai kötések újrarendeződjenek. Attól függően, hogy milyen polimer az alapja, az adott műanyag tulajdonságait változtatni tudják a katalizátor mennyiségével.
Cinkelt kötések
A párizsi Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industriellesben kifejlesztett anyag kémiája hasonlít az epoxigyantákéhoz – ezek is olyan hőre keményedő műanyagaok, amelyek ha egyszer megszilárdulnak, már nem lehet újraformálni a belőlük készült tárgyakat. Az új műanyag egyik komponensének molekulái négy reakcióképes részt, így össze tudnak állni polimerré olyan molekulákkal, amelyekben két vagy több karbonsavcsoport van. A létrejövő polimerben kémiai egyensúly van a kötések felbomlása és újraformálódása között. Ha az anyagot lehűtik, a kötési-bomlási reakciók száma kevesebb lesz, és az anyag szerkezete állandósul, ha fölmelegítik, akkor a szerkezet újrarendeződik, alakítható lesz. A folyamat szabályozásához egy katalizátort – ebben az esetben a cinket – adagolnak a rendszerbe. A katalizátor mennyiségének változatásával be lehet állítani, hogy milyen hőmérsékleten érje el a kötések-bomlások egyensúlya azt a szintet, ahol az anyag képlékennyé válik.
Hegesztés hajszárítóval
Az első anyag, amit teszteltek, egy rugalmas polimer volt, amit az eredeti méretének a kétszeresére lehetett nyújtani amíg el nem érte a szakítószilárdságát. Amikor oldószerbe rakták, megduzzadt, de nagyjából sértetlen maradt. Magas hőmérsékleten folyóssá vált, és melegítés közben kinyújtva elveszítette a merevségét, amit 100 Celsius-fokon két nap alatt nyert csak vissza (ez az idő a szobahőmérsékleten a kutatók szerint hat év is lehet). Mivel melegen a műanyag folyóssá vált, bizonyos részeiket melegítve a darabokat össze lehetett forrasztani, akár egy hajszárítóval is. Az összetétel apró változtatásával a kutatók elérték, hogy az anyag kemény epoxigyantaként viselkedjen, de már 80 Celsius-fokon megkössön, 240 Celsius-fokon, öntőformába préselve viszont újraformálható legyen. Miután lehűlt, az anyagot alig lehetett megkülönböztetni az eredetitől, az oldószereknek is ugyanúgy ellenállt. A felfedezés azért fontos, mert égető szükség lenne egy tartós, ellenálló, de újrahasznosítható anyagra, a most használt műanyagok ugyanis károsak a környezetre.