افزودنی های پیوندی الکتریکی، مقاومت PVC را افزایش می دهند

پلاستیک PVC که در همه چیز از اسباب‌بازی‌ها، مصالح ساختمانی و بسته‌بندی‌های پزشکی یافت می‌شود، در حال حاضر رتبه سوم را در میان پرمصرف‌ترین پلاستیک‌ها در سراسر جهان دارد. علیرغم استفاده گسترده، پی وی سی بکر شکننده و حساس به حرارت است و تولیدکنندگان تنها پس از تثبیت خواص آن با سایر مواد شیمیایی می توانند از آن استفاده کنند.

با این حال، نرم کننده ها، با گذشت زمان، از پلاستیک‌ها خارج می‌شوند، که به  این مواد اجازه می‌دهد تا به مواد آلی و میکروپلاستیک‌های بالقوه خطرناک تبدیل شوند.

اکنون، تیمی به رهبری کریستو سووف، محقق اصلی این مطالعه و دانشیار شیمی و بیوشیمی در دانشگاه ایالتی اوهایو، دریافتند که استفاده از الکتریسیته برای پیوند دائمی افزودنی‌های شیمیایی می‌تواند از چنین واکنش‌های ناخواسته‌ای جلوگیری کند. تغییر مولکول های PVC به این روش به آنها اجازه می دهد تا در برابر تغییرات شیمیایی بادوام تر و مقاوم تر شوند و در نهایت منجر به موادی با خواص قوی تر شود.

سووف گفت: در این روش به جای اختلاط شیمیایی نرم کننده با کامپاند پی وی سی، از روش پیوند شیمیایی (گرافت ) ترکیب نرم‌کننده به طور مستقیم به زنجیره اصلی پلیمر PVC استفاده می شود. «این واقعاً یکی از معدود کارهایی است که در آن کنترل زیادی روی تغییر خواص PVC وجود دارد. بنابراین، این اولین گام در اصلاح کنترل‌شده PVC است تا ویژگی‌هایی را که به آن‌ها علاقه دارید، اعم از سخت، کشسان یا نرم به آن بدهد.»

رویکرد جدید به مهار رهاسازی میکروپلاستیک کمک می کند

این تیم با چالش هایی روبرو شد. اصلاحات پلیمری سنتزی اغلب با شکست مواجه می شوند زیرا واکنش ها در ابتدا برای آنالوگ های کوچک مولکول توسعه داده شدند، نه آنالوگ های درشت مولکول مانند PVC خالص. برای حل این مشکل، محققان کاتالیزوری را که در فرآیند خود استفاده می کردند بهینه کردند و از طریق آزمون و خطا توانستند بر مشکلاتی که هنگام اصلاح مولکول های بزرگ ایجاد می شود غلبه کنند. این مطالعه اخیرا در مجله Chem منتشر شده است. به غیر از ایجاد جهش در شیمی آلی، کار این تیم پیامدهایی برای محیط زیست نیز دارد، زیرا قرار دادن یک مانع بر سرعت تجزیه پلاستیک ها می تواند برای جلوگیری از انتشار میکروپلاستیک ها در محیط اطراف ما بسیار مفید باشد.

امروزه دانشمندان می دانند که این ذرات که هوا، آب و منابع غذایی ما را آلوده می کنند، هم برای انسان و هم برای حیات وحش مضر هستند. هر فرد به طور متوسط ​​احتمالاً سالانه بین 78000 تا 211000 از این ذرات را می خورد. اما همانطور که کارشناسان تأثیر طولانی مدت میکروپلاستیک ها بر روی زمین درک کرده اند، شیمیدانان آلی در حال رقابت برای یافتن راه هایی برای حذف تدریجی آنها از زندگی روزمره هستند.

امروزه مطالعات بسیاری بر روی شیمی بازیافت و اصلاح پلیمرهای شناخته شده و در کل مواد درشت مولکول انجام می شود که البته در برخی موارد مربوط به بازیافت محصولات پی وی سی، اینگونه استنباط می شود که ممکن است فرآیند بازیافت این محصولات زیاد به صرفه و کاربردی نباشد چراکه  در حرارت دهی پلاستیکها و تبدیل آنها به چیزهای دیگر ،  تخریب بیشتری ممکن است رخ دهد.

اما با استفاده از روش سووف، "شما می توانید به طور بالقوه بارها و بارها قبل از اینکه  پلیمر واقعاً از هم پاشیده شود، دوباره از این مواد استفاده کنید و طول عمر و قابلیت استفاده مجدد آن را بهبود بخشید."

منبع: دانشگاه ایالتی اوهایو