La cenere di plastica pirolizzata è inutile, ma forse non per molto.

Gli scienziati della Rice University hanno rivolto la loro attenzione al riscaldamento Joule del materiale, un sottoprodotto dei processi di riciclaggio della plastica. Una forte scarica di energia lo proietta nel grafene.

La tecnica del laboratorio del chimico della Rice James Tour produce fiocchi di grafene turbostratico che possono essere aggiunti direttamente ad altre sostanze come film di alcol polivinilico (PVA) che resistono meglio all'acqua negli imballaggi e alle paste cementizie e al calcestruzzo, aumentando notevolmente la loro resistenza alla compressione.

La ricerca appare sulla rivista Carbonio .

Come il processo al grafene flash introdotto dal laboratorio nel 2019, la cenere pirolizzata si trasforma in grafene turbostratico. Che ha interazioni attrattive più deboli tra i fiocchi, rendendo più facile mescolarli in soluzioni.

Lo scorso ottobre, il laboratorio Tour ha riferito di un processo per convertire la plastica di scarto in grafene. Il nuovo processo è ancora più specifico, trasformare la plastica non recuperata dal riciclo in un prodotto utile.

"Questo lavoro migliora l'economia circolare per la plastica, " Ha detto Tour. "Così tanti rifiuti di plastica sono soggetti a pirolisi nel tentativo di riconvertirli in monomeri e oli. I monomeri vengono utilizzati nella ripolimerizzazione per produrre nuove plastiche, e gli oli sono utilizzati in una varietà di altre applicazioni. Ma c'è sempre un residuo di cenere dal 10% al 20% senza valore e generalmente inviato alle discariche.

"Ora possiamo convertire quella cenere in grafene flash che può essere utilizzato per aumentare la resistenza di altre plastiche e materiali da costruzione, " Egli ha detto.

La pirolisi comporta il riscaldamento di un materiale per romperlo senza bruciarlo. I prodotti della pirolisi, plastica riciclata includono gas ricchi di energia, oli combustibili, cere, nafta e monomeri vergini da cui è possibile produrre nuova plastica.

Ma il resto, una stima di 50, 000 tonnellate all'anno negli Stati Uniti vengono scartate.

"I riciclatori non ottengono grandi profitti a causa dei prezzi bassi del petrolio, quindi solo il 15% circa di tutta la plastica viene riciclato, ", ha detto lo studente laureato alla Rice Kevin Wyss, autore principale dello studio. "Volevo combattere entrambi questi problemi".

I ricercatori hanno eseguito un paio di esperimenti per testare la cenere lampeggiata, prima mescolando il grafene risultante con PVA, un polimero biocompatibile studiato per applicazioni mediche, membrane polimeriche elettrolitiche a celle a combustibile e imballaggi ecologici. È stato trattenuto dalle scarse proprietà meccaniche del materiale di base e dalla vulnerabilità all'acqua.

L'aggiunta di appena lo 0,1% di grafene aumenta la quantità di deformazione che il composito PVA può sopportare prima del cedimento fino al 30%, hanno riferito. Inoltre migliora notevolmente la resistenza del materiale alla permeabilità all'acqua.

Nel secondo esperimento, hanno osservato aumenti significativi della resistenza alla compressione aggiungendo grafene dalla cenere al cemento e al calcestruzzo Portland. Calcestruzzo più resistente significa che è necessario utilizzare meno calcestruzzo nelle strutture e nelle strade. Ciò riduce l'uso di energia e riduce gli inquinanti dalla sua produzione.