Использованное растительное масло позволяет получить сверхпрочный клей и пригодный для переработки пластик

Пластмассы изготавливаются из сырой нефти и нефтепродуктов, поэтому группа ученых решила исследовать, можно ли превратить отработанное растительное масло в полезный пластиковый материал, и им это удалось.

Исследователи переработали отработанное растительное масло в химически перерабатываемые полиэфиры — разновидность синтетического пластика, — которые могут служить альтернативой широко используемому полиэтилену (ПЭ) на основе ископаемого топлива. В результате этих исследований также был получен мощный клей, который настолько прочно скреплял пластины из нержавеющей стали, что, согласно результатам, опубликованным в журнале Американского химического общества , смог поднять четырехдверный седан на небольшой холм.

Скользкий до липкого

Полиэтилен — самый распространенный в мире пластик, поскольку его углеводородная основа делает его очень устойчивым к разложению. Однако то же самое свойство, которое делает его полезным, также способствует загрязнению окружающей среды. Поскольку изделия на основе полиэтилена — такие как пластиковые пакеты, контейнеры для продуктов питания и водопроводные трубы — не разлагаются и с трудом перерабатываются, они часто пополняют мусорные кучи на свалках и даже появились в Большом тихоокеанском мусорном пятне.

За прошедшие годы ученые неоднократно пытались разработать материалы, которые могли бы заменить полиэтилен (ПЭ), но его высокие эксплуатационные характеристики и низкая себестоимость производства затрудняли переход. Для того чтобы любая альтернатива была действительно жизнеспособной, исходный материал должен быть дешевым и экологически чистым, а конечный продукт должен оставаться прочным, универсальным и долговечным. Большинство альтернатив ПЭ не соответствуют этому списку требований.

В контексте устойчивого развития, одним из материалов, привлекающих внимание в этой области, является отработанное растительное масло. Ежегодно в мире производится около 3,7 миллиарда галлонов этого масла — в значительной степени неиспользованного ресурса, который при правильном использовании мог бы служить устойчивым сырьем для производства пластмасс.

В этом исследовании ученые сначала преобразовали ненасыщенные жирные кислоты отработанного растительного масла в длинноцепочечный C19-диэфир с помощью палладиевого катализатора, который затем был восстановлен с образованием длинноцепочечного диола. Полученный диол сформировал основную линейную структуру, необходимую для имитации полиэтилена (ПЭ). Глицерин, еще один важный компонент отработанного растительного масла, был превращен в разветвленные 1,3-диолы.

Путем полимеризации разветвленных и линейных структурных блоков исследователи разработали серию новых полиэфиров (P1–P7), имитирующих свойства полиэтилена. Их испытания показали, что полиэфиры по гибкости и прочности соответствуют, а иногда даже превосходят полиэтилен низкой плотности.

В отличие от полиэтилена, который трудно перерабатывать, новые полимеры/пластики легко разлагаются химическими реагентами, перерабатываются, смешиваются с обычными пластиками и в мягких условиях образуют новые пластмассы. Полимеры, полученные из разветвленных диолов, продемонстрировали высокие адгезионные свойства на широком спектре поверхностей, превосходя даже коммерческие клеи.

Исследователи отмечают, что эти результаты подтверждают потенциал отработанного растительного масла в качестве жизнеспособного сырья для производства пластмасс. Они также демонстрируют надежную стратегию переработки отходов в материалы , которая соответствует принципам экономики замкнутого цикла и подчеркивает потенциал биомассы для развития инноваций в области устойчивых пластмасс.

Источник: https://phys.org/news/2025-12-cooking-oil-yields-super-strong.html