| LDPE ที่สามารถรีไซเคิลทางเคมีได้ นำพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายไปสู่เส้นทางแห่งความยั่งยืน |
/23404/2.png)
นักวิจัยชาวเยอรมันได้จำลองโครงสร้างทางเคมีของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ซึ่งเป็นการพัฒนาที่มีแนวโน้มที่ดีสำหรับทางเลือกที่ยั่งยืนแทนพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดชนิดหนึ่ง ทีมงานจากมหาวิทยาลัย Bayreuth ซึ่งนำโดยดร. Rhett Kempe จาก Sustainable Chemistry Centre ได้นำเสนอวัสดุโพลีโอเลฟินชนิดใหม่ที่รีไซเคิลได้ทางเคมีและมี "จุดรีไซเคิล" ในตัว ซึ่งหมายความว่าโพลีเมอร์สามารถแยกย่อยทางเคมีให้เป็นชิ้นเล็กๆ ที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ที่อุณหภูมิปานกลางได้ การนำชิ้นเล็กๆ เหล่านี้มารวมกันจะทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ วัสดุใหม่นี้เรียกว่า LDPE-mimic และมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับ LDPE เชิงพาณิชย์ซึ่งมักใช้ในฟิล์มยึดและถุงขยะ
LDPE ทั่วไปถูกผลิตขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรง ที่อุณหภูมิ 250°C และแรงดัน 2,500 ถึง 4,000 บาร์ กระบวนการนี้มีความจำเป็นเพื่อสร้างโครงสร้างทางเคมีที่มีแขนงซับซ้อนของ LDPE Kempe อธิบายว่า “กุญแจสำคัญของความสำเร็จอยู่ที่การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ของเรา ซึ่งสามารถผลิตโครงสร้างพื้นฐานที่มีขนาดกำหนดได้ ภายใต้สภาวะปฏิกิริยาที่อ่อนโยนกว่ามาก ที่ประมาณ 70°C และแรงดัน 2 บาร์” จากนั้นโครงสร้างเหล่านี้สามารถนำมาประกอบกันเป็นวัสดุพลาสติกสุดท้ายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขากล่าวต่อว่า “วัสดุใหม่นี้ประกอบด้วยแมคโรมอนอเมอร์ (macromonomers) สองประเภท ได้แก่ โครงหลัก (backbone) และแขนงโซ่ยาวที่สามารถยึดติดกับโครงหลักได้แบบย้อนกลับ และสามารถถูกแยกออกได้ภายใต้สภาวะกรดและเบส” โครงสร้างและคุณสมบัติของ LDPE เลียนแบบนี้ สามารถจำลองคุณสมบัติที่สำคัญของ LDPE จริง เช่น พฤติกรรมการยืดตัวเมื่อรับแรงดึง และ อุณหภูมิการตกผลึก
จากผลการศึกษาที่เผยแพร่ นักวิจัยระบุว่า “พฤติกรรมการยืดตัวของ LDPE เลียนแบบ P4 ของเรามีลักษณะใกล้เคียงกับ LDPE เชิงพาณิชย์ โดยมีค่าการยืดตัวขณะขาดที่ใกล้เคียงกัน แม้ว่าค่าความแข็งแรงของแรงดึงจะต่างกันเล็กน้อย” นอกจากนี้ การวิเคราะห์ด้วย TGA และการทดสอบแรงดึงของพอลิเมอร์รีไซเคิลให้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกับพอลิเมอร์ต้นฉบับ อย่างไรก็ตาม พบการเกิดโครงข่ายเชื่อมโยงกันอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิ 170°C