La ceniza de plástico pirolizado no tiene valor, pero quizás no por mucho tiempo.

Los científicos de la Universidad de Rice han centrado su atención en el calentamiento Joule del material, un subproducto de los procesos de reciclaje de plástico. Una fuerte sacudida de energía lo convierte en grafeno.

La técnica del laboratorio del químico de Rice, James Tour, produce escamas de grafeno turboestrático que se pueden agregar directamente a otras sustancias como películas de alcohol polivinílico (PVA) que resisten mejor el agua en los empaques y la pasta de cemento y el concreto. aumentando drásticamente su resistencia a la compresión.

La investigación aparece en la revista Carbón .

Al igual que el proceso de grafeno flash que el laboratorio introdujo en 2019, La ceniza pirolizada se convierte en grafeno turboestrático. Que tiene interacciones atractivas más débiles entre los copos, facilitando su mezcla en soluciones.

El pasado octubre, el laboratorio Tour informó sobre un proceso para convertir residuos plásticos en grafeno. El nuevo proceso es aún más específico, convertir el plástico que no se recupera mediante el reciclaje en un producto útil.

"Este trabajo mejora la economía circular de los plásticos, ", Dijo Tour." Muchos desechos plásticos están sujetos a pirólisis en un esfuerzo por convertirlos de nuevo en monómeros y aceites. Los monómeros se utilizan en la repolimerización para fabricar nuevos plásticos, y los aceites se utilizan en una variedad de otras aplicaciones. Pero siempre hay un 10% a 20% restante de ceniza que no tiene valor y generalmente se envía a los vertederos.

"Ahora podemos convertir esa ceniza en grafeno flash que se puede utilizar para mejorar la resistencia de otros plásticos y materiales de construcción, " él dijo.

La pirólisis implica calentar un material para descomponerlo sin quemarlo. Los productos pirolizados, el plástico reciclado incluye gases ricos en energía, aceites combustibles, ceras, nafta y monómeros vírgenes a partir de los cuales se pueden producir nuevos plásticos.

Pero el resto, aproximadamente 50, 000 toneladas métricas en los Estados Unidos por año — se descarta.

"Los recicladores no obtienen grandes beneficios debido a los bajos precios del petróleo, por lo que solo se recicla alrededor del 15% de todo el plástico, "dijo el estudiante graduado de Rice Kevin Wyss, autor principal del estudio. "Quería combatir ambos problemas".

Los investigadores realizaron un par de experimentos para probar la ceniza destellada, primero mezclando el grafeno resultante con PVA, un polímero biocompatible que se está investigando para aplicaciones médicas, membranas de electrolito de polímero de pila de combustible y envases ecológicos. Se ha visto frenado por las malas propiedades mecánicas del material base y su vulnerabilidad al agua.

Agregar tan solo 0.1% de grafeno aumenta la cantidad de tensión que el compuesto de PVA puede manejar antes de fallar hasta en un 30%. ellos informaron. También mejora significativamente la resistencia del material a la permeabilidad al agua.

En el segundo experimento, observaron aumentos significativos en la resistencia a la compresión al agregar grafeno de cenizas al cemento Portland y al concreto. El hormigón más resistente significa que se necesita utilizar menos hormigón en estructuras y carreteras. Eso reduce el uso de energía y elimina los contaminantes de su fabricación.