Арамидните влакна, познати по својата неверојатна сила и лесни својства, се широко користени во елеци отпорни на куршуми, автомобилски гуми со високи перформанси и индустриски јажиња. Сепак, нивната издржливост ги прави исклучително тешки за рециклирање.
Сега, истражувачи од Универзитетот во Гронинген и Универзитетот за применети науки НХЛ Стенден, во соработка со холандскиот производител Teijin Aramid, развија процес на хемиско рециклирање со помош на микробранова печка што може да го револуционизира начинот на кој арамидните влакна повторно се користат.
Нивните наоди претставуваат побрз, енергетски поефикасен метод за разградување на арамидните полимери во нивните оригинални градежни блокови, нудејќи голем чекор кон одржливо управување со материјалите. Арамидните влакна, кои се продаваат под имиња на брендови како Кевлар и Тварон, се направени од полимер наречен полифенилен терефталамид (PPTA). Иако постојат механички методи за рециклирање, тие го намалуваат квалитетот на влакната. Конвенционалното хемиско рециклирање, кое го разложува PPTA на неговите оригинални мономери, бара високи температури, силни растворувачи и долго време на обработка, што го прави скапо и еколошки неприфатливо.
За да се надминат овие предизвици, истражувачкиот тим ја истражувал деполимеризацијата со помош на микробранова печка, техника која успешно се применува на други полимери како полиетилен терефталат (ПЕТ), но никогаш не била тестирана на PPTA. Студијата истражувала како микробрановата енергија може да го забрза разградувањето на арамидните влакна, правејќи го рециклирањето побрзо и поефикасно.
Користејќи микробранов реактор, истражувачите постигнале импресивна стапка на конверзија од 96% за само 15 минути, што е драматично подобрување во однос на традиционалните методи. За разлика од конвенционалното хемиско рециклирање, кое може да потрае еден час или повеќе при екстремни температури, овој метод работи на пониски 260°C и не бара органски растворувачи, намалувајќи ја потрошувачката на енергија и влијанието врз животната средина.
Процесот на микробранова печка работи со брзо загревање на полимерот со високоенергетски бранови, дозволувајќи им на хемиските врски во PPTA да се распаднат многу побрзо отколку со конвенционалното загревање. Процесот резултира со обновување на мономери со висока чистота – терефтална киселина (TPA) и p-фенилендиамин (PPD) – кои можат повторно да се користат за производство на нови арамидни влакна без да се загрози квалитетот.
Развојот на ефикасен систем за рециклирање за арамидни влакна има далекусежни импликации. Глобалниот пазар на арамидни влакна е проценет на 2,9 милијарди долари, а скалабилен, рентабилен метод на рециклирање би можел значително да ја намали зависноста од девствени материјали. Во споредба со традиционалните методи на рециклирање, процесот со микробранова печка е исто така енергетски поефикасен – се покажа дека греењето со микробранови реактори користи 30% помалку енергија од конвенционалните техники и може да ја намали специфичната потрошувачка на енергија до 95% кога ќе се зголеми.
Овој пробив не само што ја подобрува економската изводливост за рециклирање на арамидни влакна, туку и се усогласува со глобалните цели за одржливост преку намалување на индустрискиот отпад и минимизирање на јаглеродниот отпечаток од производството на влакна.
(Interesting Engineering)
(фото: Flickr)
