Nowe, fotodegradowalne tworzywa sztuczne na bazie waniliny

Biomasa to odnawialny i tani surowiec, który wzbudza coraz większe zainteresowanie w kontekście produkcji wysokowydajnych tworzyw sztucznych. Niestety biotworzywa wciąż mają problem z nie dość zadowalającym wskaźników recyklingu. Jako że tworzywa sztuczne muszą spełniać określone wymogi użytkowe – być stabilne i wytrzymałe podczas użytkowania, ich recykling powinien być upcyklingiem zamiast downcyklingu. Rozwiązaniem mogą być monomery, które można ponownie polimeryzować w celu wytworzenia równie wydajnych tworzyw sztucznych.

Aby sprostać temu wyzwaniu, interdyscyplinarny zespół naukowców ze Stanów Zjednoczonych — Jayaraman Sivaguru z Center for Photochemical Sciences, Bowling Green State University w Bowling Green, Ohio oraz Mukund P. Sibi i Dean C. Webster z North Dakota State University w Fargo — wyselekcjonowali do bada tworzywa sztuczne na bazie biologicznej, których degradacja może być wywołana przez napromieniowanie światłem. Udało im się opracować usieciowane polimery zawierające w swoim szkielecie elementy budulcowe oparte na wanilinie. Wanilinę można wytwarzać z materiału takiego jak lignina, która jest produktem ubocznym produkcji celulozy.

Opracowana przez zespół pochodna waniliny pochłania światło o długości 300 nm i przechodzi w stan wzbudzony. Prowadzi to do reakcji chemicznej, która powoduje degradację polimeru. Ponieważ ta długość fali nie jest zawarta w widmie światła słonecznego docierającego do Ziemi, unika się nieplanowanej degradacji. Naukowcom udało się odzyskać 60% monomerów, które można było ponownie polimeryzować bez utraty jakości.

Fotodegradowalne, nadające się do recyklingu i odnawialne usieciowane polimery wykonane z zasobów biomasy to wysoce obiecujące podejście do produkcji bardziej zrównoważonych tworzyw sztucznych. Degradacja wywołana światłem jest przyjazna dla środowiska i zapewnia kontrolę przestrzenną i czasową.

Źródło: www.phys.org
Zdjęcie: www.pixabay.com