C.ăn nhựa Việc kết hợp các phân tử nhỏ, được gọi là monome, để tạo thành những phân tử lớn hơn, được gọi là polyme, là một trong những thắng lợi của hóa học thế kỷ 20 và không có polyme nào thành công hơn polyetylen. Thậm chí ngày nay, hơn 80 năm sau lần sản xuất công nghiệp đầu tiên, polyetylen và người anh em họ polypropylen của nó cùng nhau chiếm hơn một phần ba lượng nhựa được sản xuất mỗi năm.
Nhưng thành công nổi tiếng của nó cũng là một vấn đề nổi tiếng. Khả năng phục hồi khiến chúng trở nên hữu ích cũng khiến chúng khó bị loại bỏ. Bị bỏ rơi, họ sẽ ở lại mãi mãi. Và mặc dù chúng có thể được nấu chảy và tái chế, nhưng chúng có các loại khác nhau (nói rộng ra, là hệ quả của lượng monome mà các polyme thuộc một loại cụ thể được tạo thành) và xu hướng kết hợp của chúng thành đồ tạo tác với những thứ khác. có nghĩa là các phiên bản tái chế của những loại nhựa này hiếm khi tốt như mới.
Sau đó, tốt hơn là tháo rời mọi thứ và bắt đầu lại. Và đó chính xác là điều mà Richard Conk của Đại học California, Berkeley và các đồng nghiệp của ông đề xuất thực hiện. Bởi vì, như họ mô tả tuần này trong Khoa họcHọ đã nghĩ ra một cách để phân hủy polyetylen, không phải thành các đơn vị etylen ban đầu mà thành propylen, theo quan điểm tái trùng hợp, cũng tốt như vậy.
Etylen (C)2h4) và propylen (C3h6) đều sở hữu cái được gọi là liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon của chúng. Đây là những gì cho phép chúng trùng hợp. Một polyme được hình thành khi (dưới tác dụng của nhiệt, áp suất và chất xúc tác) các liên kết đôi này mở ra một phần. Điều đó tạo ra cái được gọi là hóa trị tự do, cho phép phân tử phản ứng với những thứ khác. Nếu những thứ khác là các phân tử tương tự với các hóa trị tự do tương tự, thì kết quả là một dimer, sau đó có thể tiếp tục tạo thành một trimer, một tetramer, v.v. Kết quả cuối cùng là một chuỗi polyme dài không có liên kết đôi.
Conk và những người bạn thân của anh ấy đã tìm ra cách đảo ngược điều này theo cách mà họ hy vọng sẽ công nghiệp hóa. Bí quyết là trước tiên hãy tiêu một phân tử polyetylen có liên kết đôi bằng cách loại bỏ các nguyên tử hydro khỏi các cặp nguyên tử carbon liền kề bằng cách sử dụng các chất xúc tác thích hợp. Sau đó, các chất xúc tác khác sẽ cắt polyme bên cạnh các liên kết mới này và trộn chúng lại với nhau, trong một quá trình gọi là đồng phân hóa, một liên kết để tham gia vào các chuỗi mới được rút ngắn. Một nhúm ethylene được thêm vào hỗn hợp và một chất xúc tác khác lại cắt từng chuỗi đã rút ngắn, ngay bên ngoài liên kết đôi lưu động của nó, để giải phóng, thì đấy! một phân tử propylen. Sau đó lặp lại cho đến khi polyme tách ra.
Tò mò về thế giới? Đối với phạm vi bảo hiểm khoa học mở rộng tâm trí của chúng tôi, hãy đăng ký Khoa học đơn giản, bản tin hàng tuần của chúng tôi.
