استفاده از فتالات ها به عنوان واسطه واکنش شیمیایی

محققان دانشگاه میشیگان، به رهبری دانیل فاگنانی و محقق اصلی آن مک نیل، راهی برای بازیافت شیمیایی PVC به مواد قابل استفاده کشف کردند.

اتفاقی ترین بخش مطالعه این بود که محققان از فتالات موجود در نرم کننده ها توانستند به عنوان واسطه برای واکنش شیمیایی استفاده کنند. نتایج این مطالعه در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.

روش الکتروشیمیایی برای کنترل آزادسازی HCl

پلاستیک معمولاً با ذوب شدن و تبدیل آن به مواد با کیفیت پایین‌تر در فرآیندی به نام بازیافت مکانیکی بازیافت می‌شود. مک‌نیل می‌گوید، اما هنگامی که گرما روی PVC اعمال می‌شود، یکی از اجزای اصلی آن، به نام پلاستی‌سایزر، به راحتی از مواد خارج می‌شود. علاوه بر این، اسید کلریدریک به راحتی با گرما از PVC خارج می شود. این می تواند تجهیزات بازیافت را خورده و باعث سوختگی شیمیایی پوست و چشم شود که برای کارگران کارخانه بازیافت ایده آل نیست.

بنابراین، برای یافتن راهی برای بازیافت PVC که نیازی به گرما ندارد، فاگنانی شروع به کاوش در الکتروشیمی کرد. در طول راه، او و تیمش دریافتند که نرم‌کننده‌ای که یکی از مشکلات عمده برای بازیافت را ایجاد می‌کند، می‌تواند در این روش برای تجزیه PVC استفاده شود. در واقع نرم کننده کارایی روش را بهبود می بخشد و روش الکتروشیمیایی مشکل را با اسید هیدروکلریک آزاد شده حل می کند.

به گفته محققان  در این روش ، اسید هیدروکلریک اما با سرعت بسیار کندتر و کنترل شده تر آزاد می شود.

فاگنانی می گوید PVC پلیمری با شاخه اصلی هیدروکربنی است که از پیوندهای تک کربن-کربن تشکیل شده است. به هر گروه کربن دیگر یک گروه کلر متصل است. تحت فعال شدن گرما، اسید هیدروکلریک به سرعت خارج می شود و در نتیجه یک پیوند دوگانه کربن-کربن در امتداد شاخه اصلی پلیمر ایجاد می شود.

اما تیم تحقیقاتی در عوض از الکتروشیمی برای وارد کردن یک الکترون به سیستم استفاده می کند که باعث می شود سیستم بار منفی داشته باشد. این باعث شکسته شدن پیوند کربن-کلرید و ایجاد یک یون کلرید با بار منفی می شود. از آنجایی که محققان از الکتروشیمی استفاده می کنند، می توانند سرعت ورود الکترون ها به سیستم را اندازه گیری کنند – که سرعت تولید اسید هیدروکلریک را کنترل می کند.

سپس این اسید می تواند توسط صنایع به عنوان یک معرف برای سایر واکنش های شیمیایی استفاده شود. از یون های کلرید می توان برای کلرزنی مولکول های کوچکی به نام آرن نیز استفاده کرد. از این آرن ها می توان در اجزای دارویی و کشاورزی استفاده کرد. مک نیل می گوید گروه هنوز به دنبال استفاده موثر از موادی  هستند که از پلیمر باقی مانده است. به گفته فاگنانی این مطالعه راهی را برای دانشمندان  باز کرده است که در مورد بازیافت شیمیایی دشوار مواد فکر کنند.