Staré cédečká zrecyklovali na použiteľný plast

Koľko máte doma starých cédečiek?

Z roka na rok sa používajú čoraz menej – zo štatistiky v USA vyplýva, že minulý rok sa na CD nosičoch predalo iba 24 percent všetkej hudby. Je možné, že sa na ne časom zabudne rovnako ako na diskety.

Cédečká sú vyrobené z plastov so súhrnným názvom polykarbonáty, ktoré sú známe svojou odolnosťou voči teplu, nárazom a veľmi dobrými optickými vlastnosťami. Ročne sa ich vyrobí približne 2,7 milióna ton.

Pre uvedené vlastnosti sa tieto plasty používajú na výrobu bezpečnostných skiel, LCD obrazoviek, smartfónov či na priezory kokpitov stíhačiek.

Nebezpečné BPA

Počas výroby tohto plastu sa používa monomér bisfenol A (BPA). Dokázali u neho, že negatívne vplýva na ľudské zdravie. Od roku 2011 sa v EÚ nesmú predávať dojčenské fľaše s obsahom BPA.

Polykarbonáty sa nerecyklujú konvenčnými metódami, preto väčšina ich produkcie končí na skládkach odpadu, kde postupne uvoľňujú BPA do prostredia. Procesy, ktoré by umožnili ich efektívnu recykláciu, síce existujú, no fungujú zväčša len v laboratórnom objeme, teda v malých množstvách.

Aby sa tieto plasty dali recyklovať na priemyselnej škále, muselo by ísť o nenáročný a efektívny proces, ktorý by sa dal – v najlepšom prípade – uskutočniť v jednej nádobe bez potreby medzikrokov a čistenia.

Nový spôsob recyklovania

Práve toto sa pravdepodobne podarilo skupine kalifornských vedcov pod vedením Jeannette Garcia. Jej tím uverejnil štúdiu v prestížnom vedeckom žurnále PNAS.

V článku vedci opísali metódu premeny polykarbonátov na iný, užitočný typ plastu, z ktorého sa BPA neuvoľňuje.

„Polykarbonáty sú bežne používané plasty, najmä v spotrebnej elektronike vo forme LCD monitorov, smartfónov a blu-ray nosičov, ale aj skiel okuliarov, či kuchynských pomôcok. Teraz máme nový spôsob ich recyklovania, čím zlepšíme to, ako tieto materiály ovplyvňujú zdravie ľudí po celom svete, ale aj ako vplývajú na životné prostredie,“ vraví Gavin Jones, hlavný autor štúdie.

Využitie aj v medicíne

Výskumníkom sa podarilo jednoduchou reakciou premeniť polykarbonáty na takzvané polyarylétersulfóny. Proces prebieha iba v jednej nádobe a začína sa prídavkom zásaditých solí (karbonátov) a katalyzátora s obsahom fluóru.

To spustí kaskádovú reakciu, v ktorej sa polykarbonáty najprv rozpoja na jednotlivé monoméry (východisková stavebná častica, ktorá sa používa na tvorbu makromolekulárnych látok, takzvaných polymérov).

Tie následne zreagujú s iným monomérom, výsledkom čoho je výsledný polyarylétersulfón. Tento nový typ plastu je ešte odolnejší ako pôvodný materiál, vydrží teploty okolo 180 °C a navyše neuvoľňuje do prostredia nebezpečný BPA.

Využiť sa dá v medicíne na výrobu nástrojov, ktoré je potrebné sterilizovať, či na súčiastky systémov na čistenie vody.

Od CD nosiča k produktu za necelé dva dni

Proces výroby vedci vyskúšali aj na bežne dostupných plastoch, nie iba čistých, laboratórne dostupných materiáloch. „CD nosiče sú vyrobené z polykarbonátov. Takže sme jednoducho použili cédečko, na ktorom bola hudba mojej najmenej obľúbenej kapely. Rozstrihali sme ho nožnicami a vložili do banky,“ vysvetlila Garcia.

Nastrihané kúsky CD nosiča mali asi jeden centimeter. Ich depolymerizáciou (rozložením na monomérne jednotky) a následnou repolymerizáciou pripravili nový materiál s lepšími vlastnosťami.

Keďže tento nový proces funguje s veľmi dobrou účinnosťou, na rôznych typoch materiálov a bez potreby čistenia medziproduktov, mohol by sa už čoskoro zaviesť aj v priemysle.

„Nielenže zabraňujeme tomu, aby sa tieto plasty (polykarbonáty, pozn. red.) hromadili na skládkach odpadu, ešte ich aj vieme recyklovať na novú formu plastu. Je bezpečná a natoľko odolná, že sa dá použiť na čistenie vody a medicínske nástroje. Ide vlastne o environmentálne víťazstvo na viacerých frontoch,“ dodala Garcia v správe IBM.

Prečítajte si

Vyvinuli katalyzátor, ktorý premení odpad na palivo

Dostupné z doi: 10.1073/pnas.1600924113