Ученые во всем мире ищут новые пути вторичного использования пластика. Одно из таких направлений — создание искусственного полимерного камня в качестве альтернативы натуральным материалам. Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУПТД) промышленных технологий и дизайна разрабатывают такой камень на основе измельченного полиэтилентерефталата (ПЭТФ), рассказали Наука Mail в пресс-службе вуза.
Полученные образцы легко монтируются и обслуживаются, выглядят эстетично, а их свойства (например, прочность или теплоизоляция) можно регулировать в зависимости от требований заказчика — достаточно изменить состав композита и режим его получения.
Сотрудники и студенты кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А. И. Меоса СПбГУПТД создают искусственный камень на основе полимерных смол и измельченных пластиковых бутылок. Такой материал экономичнее натурального и экологичнее за счет вторичного использования пластика. Кроме того, его свойства можно подстраивать под разные условия эксплуатации — в отличие от природных камней.
Ученые разрабатывают подходы к созданию полимерного камня с заданными характеристиками: ударной прочностью, плотностью, влагопоглощением, теплоизоляцией и другими. Уже удалось добиться повышенной ударной прочности: добавление крошки ПЭТФ в полимерную смолу увеличивает прочность изделия более чем на 300% по сравнению с материалом из чистой смолы. Для сравнения: использование натуральной мраморной крошки в тех же пропорциях повышает прочность лишь на 135%. При этом столь высокая прочность нужна не во всех случаях.
Например, мы добиваемся максимального упрочнения, но в некоторых случаях, предположим, в экстремальных ситуациях, наоборот, необходимо, чтобы материал легко поддавался разрушению. В этом состоит преимущество искусственного камня, так как натуральный камень можно использовать только таким, каким его создала природа. Использование искусственного камня позволяет варьировать его свойства и подстраивать их под нужды потребителя.
Необходимое изменение свойств искусственного камня возможно при подборе разных технологических подходов его получения.
Технология заключается в варьировании соотношения вязкотекучей полимерной основы и наполнителя с последующим отверждением. Мы особым способом измельчаем пластик в крошку разной величины и формы, а также изменяем соотношение больших, средних и мелких частиц пластика. Все эти комбинации отрабатываются системно для того, чтобы получались продукты с предсказуемыми заданными свойствами.
Эксперименты подтвердили: можно подбирать наполнители для создания искусственного камня с требуемыми характеристиками. Подготовка наполнителей из вторичного полиэтилентерефталата позволила определить технологические параметры для производства строительных материалов с новыми функциональными качествами. Разработка расширит ассортимент искусственного камня — его смогут активнее использовать в строительстве и как продукт циркулярного дизайна.
Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению в течение многих десятилетий и остаются в окружающей среде. Методами их переработки являются переплавка или сжигание, которые приводят к загрязнению воздуха, почвы, грунтовых вод. В связи с этим вторичная переработка и утилизация отходов пластмасс приобретает важное экономическое и экологическое значение. Новые технологические подходы к рациональной переработке синтетических полимеров, которые имеют длительный период сохранения прочностных и физико-химических характеристик после использования по целевому назначению, позволяют использовать их в качестве наполнителей в производстве композиционных материалов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что найден способ превращать несортированный пластик в топливо.
