Вода и УФ-излучение эффективно и быстро разрушают сшитые полимеры в подгузниках без использования каких-либо химикатов. Этот процесс позволяет повторно использовать молекулы переработанного пластика для различных целей. Супервпитывающие материалы, такие как полиакрилат натрия, являются ключевыми ингредиентами различных гигиенических и медицинских товаров, таких как подгузники, бинты и повязки. Обычно эти сшитые полимеры, известные своей высокой впитывающей способностью, нерастворимы в воде. Традиционно для их переработки были необходимы сильные кислоты.

После того, как суперпоглотитель поглощает достаточное количество воды, он превращается в жидкость под воздействием ультрафиолетового излучения. Затем их можно будет использовать повторно. Источник: КенПекарски, КИТ

При высоких температурах впитывающие материалы не плавятся, а просто разлагаются. Однако примерно через 16 часов при температуре 80 градусов по Цельсию кислота «разрезает» цепи, стабилизирующие полимер, позволяя его повторно использовать. Процесс сложен и дорог, поэтому суперабсорбенты редко используются повторно. Ежегодно около 2 миллионов тонн суперабсорбентов выбрасываются в мусор или сжигаются.

Исследователи из Института биологических и химических систем, Института биоинтерфейсов и Института химической технологии и химии полимеров Технического технологического университета обнаружили, что сшитые полимеры полиакрилата натрия разлагаются под воздействием ультрафиолета после поглощения влаги.

«Цепи, соединяющие полимеры, разрываются под воздействием света. Цепи, соединяющие полимеры, разрываются под действием света», — объясняет Павел Левкин, профессор Института биологических и химических систем. «Затем они становятся очень рыхлыми и плавают в воде, превращаясь в жидкие волокна». В ходе исследования ученые вырезали подкладки из традиционных подгузников, пропитали их водой, а затем поместили под лампу мощностью 1000 Вт. «Этот метод с использованием ультрафиолета примерно в 200 раз быстрее, чем с использованием кислоты», — сказал Левкин. "

Затем команда использовала известные процессы для преобразования жидкости в новые связующие вещества и красители. "Очень важно отметить, что это вещество растворимо и поддается переработке. Скорее всего, его также можно трансформировать во многие другие продукты", - объясняет ученый.

В экспериментах исследователи использовали чистые подгузники. Но суперабсорбенты можно выделить и из использованных подгузников. «Поэтому нет причин, по которым нельзя было бы сделать что-то близкое к практическому использованию», — сказал Левкин. Используя солнечную энергию, этот метод переработки позволяет оптимизировать экологическую среду без увеличения затрат. Мы определили многообещающую стратегию переработки суперабсорбентов. Это значительно снизит загрязнение окружающей среды и будет способствовать более устойчивому использованию полимеров».

Ссылка: «От подгузников к загустителям и самоклеящимся клеям»: Ли Шуай, Йоханнес М. Шайгер, Ван Чжэньву, Биргит Хубер, Макси Хоффманн, Манфред Вильгельм и Павел А. Левкин, опубликовано в «ACS Applied Materials and Interfaces» 7 сентября 2023 г.

DOI: 10.1021/acsami.3c06999

Составлено по материалам: ScitechDaily.