Команда из Калифорнийского университета в Беркли разработала процесс, который превращает пластиковые отходы в нечто более ценное — клей. Он был вдохновлен поиском способов «вторичного использования» пластмасс, чтобы с одной стороны использовать их для новых целей, а с другой — сохранить при этом свойства, которые делали их полезными и удобными в использовании.

Пластиковые отходы — одна из самых серьезных экологических проблем в современном мире, но пластмассы, как известно, не слишком интересуют компании по переработке. В отличие от гофрированного картона, стекла или металлолома, пластик очень трудно использовать повторно, что делает конечный продукт менее ценным и потому практически невыгодным для производителя.

Пластмассы обладают целым рядом конкретных свойств, отвечающих за их пользу в том или ином случае: пластичность, однородность, сравнительная легкость обработки и так далее. Их состав специально подбирают так, чтобы они не вступали в химические реакции с большинством веществ. В результате переработанные пластмассы, такие как полиэтилен, часто превращаются в малоценные строительные материалы, утратившие многие свойства исходного вещества. В ином случае они становятся горюче-смазочными материалами, которые также являются малоценными, вредными для экологии и не могут похвастаться длительным сроком службы.

Полиэтилен — самый распространенный на сегодня вид пластика. Ежегодно во всем мире его производится более 100 миллионов тонн! Во многих вариантах он широко используется в упаковочных изделиях, мусорных и продуктовых пакетах, геомембранах, сельскохозяйственной мульче, игрушках и различных видах домашней утвари.

Джон Хартвиг, заведующий кафедрой органической химии Генри Рапопорта в Калифорнийском университете в Беркли, и его команда разработали процесс переработки полиэтилена при сохранении многих его свойств. Добавляя к полимеру гидроксильную группу, которая представляет собой атом кислорода, связанный с атомом водорода, команда может превратить полиэтилен в клей, который прилипает к металлу и может быть окрашен латексом на водной основе — способность, которая у переработанного полиэтилена отсутствует.

Это достигается с помощью каталитического процесса, который потребовал разработки специального катализатора, называемого полифторированным порфирином рутения, который может работать при высоких температурах, необходимых для плавления пластмассы при погружении в неполярный растворитель. Добавление небольшого количества спирта делает клей в 20 раз более липким.

Хотя этот процесс по-прежнему неэкономичен, способность переработанного полиэтилена прилипать к вещам дает возможность использовать его в самых разных областях. Например, в искусственных тазобедренных суставах и коленных имплантатах, в качестве изоляции для металлических проводов или для приклеивания других полимеров. вместе, чтобы создавать более прочные изделия, сочетающие пластик и металл.

«Идея заключается в том, что вы берете полиэтиленовый пакет, который уже не представляет никакой ценности, и вместо того, чтобы выбросить его на свалку, вы превращаете его в нечто ценное», — поясняет Хартвиг. «Конечно, невозможно взять все сотни миллиардов тонн переработанного пластика и превратить его в материал с адгезионными свойствами. Но если взять даже некоторую его часть и превратить ее в нечто ценное — это может изменить сам подход к экономике переработки».