Накопление отслуживших свой срок шин на свалках не только занимает огромные площади, но и представляет угрозу для окружающей среды — разложение старых шин сопряжено с утечкой токсичных химикатов и самопроизвольными возгораниями. Традиционным методом переработки шин является их пиролиз, то есть разложение резины при высоких температурах. При этом выделяются токсичные соединения — бензол и диоксины. Однако ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл нашли новый способ переработки резины, который может изменить подход к утилизации шин.
Группа исследователей под руководством доктора Александра Жуховицкого предложила химический метод разложения резины, основанный на C-H аминации и реорганизации полимерной структуры, который позволяет превращать использованные шины в сырье для эпоксидных смол. Это инновационный и экологичный подход, который может заменить существующие методы переработки.
Основная проблема переработки резины связана с ее химической структурой. В составе шин используются полимеры, скрепленные между собой перекрестными связями, что придает материалу прочность и гибкость, но делает его устойчивым к разложению. Традиционные методы переработки включают девулканизацию, которая разрушает серные связи и ослабляет механические свойства материала, а также каталитическое расщепление полимеров, приводящее к образованию сложных и токсичных побочных продуктов.
Новый метод, предложенный Жуховицким и его командой, позволяет разлагать резину на функциональные компоненты, которые сохраняют ценность даже будучи перемешанными друг с другом. В основе процесса лежит использование серного диимида, который обеспечивает реорганизацию полимерного остова шины. В результате молекулярная масса резины уменьшается в десятки раз, а сам материал превращается в растворимые соединения, из которых можно получать эпоксидные смолы.
Эффективность метода оказалась поразительной. Полный распад использованной резины происходил всего за шесть часов, при этом шины превращались в растворимый материал, пригодный для промышленного использования. Плюсом метода является то, что для него не нужны высокие температуры или дорогостоящие катализаторы. Технология осуществляется при умеренной температуре 35−50 °С и в водной среде, что делает ее экологичной и экономичной.
Эпоксидные смолы, полученные таким образом, можно применять в промышленности вместо производства смол с нуля. Ученые подтвердили, что полученные из переработанной резины смолы обладают прочностью, сопоставимой с коммерческими эпоксидными материалами.
Тем временем в РФ создан умный оптический сортировщик мусора.
