Найден растворитель, открывающий путь к дешёвому экопластику

Кристалл ФДКК, химического предшественника "зелёного" пластика.
Фото Ali Hussain Motagamwala, James Runde.

Читайте нас в Telegram

Учёные решили одну из главных проблем, мешающих масштабному производству недорогой и экологически чистой пластмассы. Подробности достижения изложены в научной статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Научная группа во главе с Джеймсом Думесиком (James Dumesic) из Висконсинского университета в Мадисоне, США, разработала эффективный способ получения фурандикарбоновой кислоты (ФДКК). Это одно из 12 веществ, которые Министерство энергетики США называет критически важным для создания "зелёной" химической промышленности. ФДКК – это химический предшественник "возобновляемого" пластика полиэтиленфураната, или ПЭФ.

Этот материал можно получать из биомассы, а по своим свойствам он способен заменить такую распространённую пластмассу, как полиэтилентерефталат (ПЭТ). На последний материал рыночный спрос составляет 1,5 миллиарда тонн в год.

Между тем на пути замены "нефтяного" ПЭТ на экологичный ПЭФ до недавнего времени лежало серьёзное препятствие – отсутствие хорошего растворителя для его предшественника ФДКК. Стандартные растворители справляются с этим веществом плохо, их приходится использовать много. В итоге производители тратят массу средств на разделение и получают много химических отходов.

Однако команда Думесика нашла решение. Вещество под названием гамма-валеролактон (ГВЛ), как оказалось, прекрасно растворяет вожделенную кислоту.

Как уточняется в пресс-релизе исследования, химики синтезировали ФДКК из фруктозы в жидкой среде, состоящей из воды и ГВЛ в пропорции 50/50. Этот процесс – "ноу-хау " команды. Он не требует дорогостоящих минеральных кислот для катализа, не образует солевых отходов, а чтобы выделить из растворителя кристаллы готового продукта, достаточно охладить раствор.

Учёные провели технико-экономический анализ, из которого следует, что таким путём можно уже сейчас производить ФДКК по $1490 за тонну. Снизив стоимость сырья и сократив время реакции, можно уменьшить цену до 1310 долларов США за тонну. Последняя цифра делает технологию экономически конкурентоспособной.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о других экологичных пластиках. Например, о пластмассе из опилок и крабовых панцирей, которую предполагается даже употреблять в пищу. Кроме того, мы рассказывали о биоразлагаемых волокнах из древесной целлюлозы, которые оказались прочнее стали.

Сегодня