Материал завтрашнего дня: простое вещество упрощает процесс переработки эпоксидной смолы

Ученые достигли значительного прогресса в области экологии, сделав перерабатываемым один из самых стойких видов пластика – эпоксидную смолу, которая до недавнего времени не поддавалась переработке.После смешивания компонентов эпоксидная смола сначала жидкая, но после отвердевания она становится очень прочной и переработать ее вторично уже невозможно.Источник: Unsplash

Новый материал не только может быть переработан и повторно использован, но и обладает огнестойкостью и прочностью, что делает его идеальным для промышленного применения – от лакокрасочных покрытий и клеев до деталей самолетов и лопастей ветряных турбин.

Эпоксидная смола принадлежит к категории термореактивных полимеров. В этих полимерах длинные молекулы соединены таким образом, что после первичного отверждения материал невозможно расплавить повторно. «На данный момент у нас есть только два способа утилизации эпоксидной смолы: сжигание или захоронение на свалках», – поясняет специалист лаборатории перспективных волокон в Санкт-Галлене Арвинд Секар.

Тем не менее, эпоксидная смола активно используется как в чистом виде для покрытия и клеев, так и в составе армированных волокном композитов. В частности, именно она в сочетании с углеродными или стеклянными волокнами применяется в авиации, автомобилестроении, спортивном инвентаре и ветряных турбинах.

Теперь команде швейцарского исследовательского института Empa удалось создать перерабатываемую эпоксидную смолу. Секрет заключается в химии, а именно в фосфоре. «Добавки на основе фосфора иногда используются как антипирены – вещества, которые делают материал огнеупорным», – объясняет Секар. Специалисты Empa сделали шаг вперед: они добавляют в смолу перед отверждением полимер, содержащий фосфор, который взаимодействует с эпоксидом. При этом огнезащитные свойства фосфора сохраняются, как и механическая прочность смолы.

Благодаря фосфорному полимеру поперечные связи между цепями в уже затвердевшей эпоксидной смоле при нагреве могут вновь перестраиваться. Это значит, что после использования материал можно легко измельчить в порошок и спрессовать в новую форму при нагревании – этот процесс называется термомеханической переработкой. «Мы провели десять таких циклов переработки, и механическая прочность эпоксидной смолы после них осталась практически на прежнем уровне», – добавляет Секар.