Nové siloxanové epoxidy: Směr k plně recyklovatelným a rozložitelným „zeleným“ kompozitům

Čínští vědci představili inovativní materiály, které by mohly zásadně změnit budoucnost recyklace plastů i kompozitních materiálů. Skupina autorů popsala v prestižním časopise ACS Applied Polymer Materials revoluční epoxidové pryskyřice obsahující siloxanové řetězce, které spojují vysokou mechanickou odolnost, možnost oprav, snadnou recyklovatelnost a rozložitelnost v šetrných podmínkách.

Jak fungují recyklovatelné siloxanové epoxidy a proč jsou důležité

Klasické epoxidové pryskyřice, hojně používané například v leteckém průmyslu či ve stavebnictví, jsou termostabilní a pevné, ale po vytvrzení prakticky nerecyklovatelné – rozebrat jejich síť na původní složky je extrémně obtížné. Výsledkem je obrovské množství plastového odpadu, jehož likvidace je problematická.

Nové siloxanové epoxidy, označované jako reprocessovatelné siloxanové epoxidy (RSEs), obsahují pružné a zároveň teplotně stabilní siloxanové řetězce, které jsou do epoxidové struktury zavedeny pomocí hydrosilylační reakce. Díky této struktuře se materiály mohou samy „opravovat“ (self-healing) v případě poškození, mohou být opakovaně zpracovávány a tvarovány bez výrazné ztráty mechanických vlastností, a zároveň lze tyto materiály jednoduše rozložit použitím dostupných a ekologicky šetrných rozpouštědel. Velmi významné podle vědců je, že při tomto procesu lze zcela recyklovat přírodní lněná vlákna, jež se často používají jako zpevňující složka v kompozitech.

Výsledky a perspektivy pro průmyslové využití „zelených“ kompozitů

Z testovaných variant se jako nejvhodnější ukázal materiál RSE-1, jenž po přepracování si zachoval 92,85 % své původní pevnosti. Kompozity vyztužené recyklovanými lněnými vlákny pak dosáhly 88,74 % pevnosti srovnatelné s originálním materiálem.

Tato kombinace vysoké pevnosti, možností opakovaného použití a snadné rozložitelnosti je v oblasti kompozitů unikátní a činí z těchto materiálů výrazného kandidáta pro výrobu skutečně „zelených“ plastů a konstrukčních dílů.

Nezávislé studie potvrzují, že využití přírodních vláken a biodegradabilních či reprocessovatelných pryskyřic může přispět k řešení hlavních překážek v recyklaci vysoce výkonných polymerních kompozitů. Významným přínosem je rovněž možnost uzavřeného koloběhu materiálů, kdy lze opakovaně obnovit i namáhané kompozitní součásti bez ztráty jejich funkčnosti.*

-sol-