Найден растворитель, открывающий путь к дешёвому экопластику

Кристалл ФДКК, химического предшественника "зелёного" пластика.

Фото Ali Hussain Motagamwala, James Runde.

Современный мир немыслим без пластиковых изделий.

Фото Global Look Press.

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.

Современный мир немыслим без пластиковых изделий.

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.