水と紫外線により、化学物質を一切使用せずに、おむつライナーの架橋ポリマーが効果的かつ迅速に分解されます。このプロセスにより、リサイクルされたプラスチック分子をさまざまな用途に再利用できます。ポリアクリル酸ナトリウムなどの超吸収性素材は、おむつ、包帯、包帯などのさまざまな衛生医療製品の主要成分です。通常、これらの架橋ポリマーは高い吸収性で知られていますが、水に不溶です。従来、リサイクルするには強酸が必要でした。
高温では、吸収性材料は溶けず、単に分解します。しかし、摂氏 80 度で約 16 時間経過すると、酸がポリマーを安定化させる鎖を「切断」し、リサイクルが可能になります。このプロセスは複雑で高価であるため、超吸収材が再利用されることはほとんどありません。毎年、約 200 万トンの超吸収体がゴミに捨てられるか焼却されています。
工科大学の生物化学システム研究所、バイオインターフェース研究所、化学技術・高分子化学研究所の研究者らは、架橋ポリアクリル酸ナトリウムポリマーが水分を吸収した後、紫外線下で劣化することを発見した。
「ポリマーを繋ぐ鎖は光にさらされると切れます。ポリマーを繋ぐ鎖は光によって切れます」と生物化学システム研究所のパベル・レブキン教授は説明する。 「その後、それらは非常に緩くなり、水中を泳ぎ、液体の繊維に変わります。」この研究では、研究者らは従来のおむつの裏地を切り取り、水に浸してから1,000Wのライトの下に置きました。 「紫外線を使用したこの方法は、酸を使用した場合よりも約200倍速い」とレブキン氏は語った。 」
次に、チームは既知のプロセスを使用して、液体を新しい結合剤と染料に変換しました。 「この物質が可溶性で加工可能であることを観察することは非常に重要です。おそらく、他の多くの製品にも変換できるでしょう」と科学者は説明します。
テストでは、研究者らは清潔なおむつを使用しました。しかし、超吸収体は使用済みおむつから分離することもできます。 「したがって、実用化に近いことができない理由はない」とレブキン氏は語った。太陽エネルギーを利用するこのリサイクル方法は、コストを増加させることなく生態環境を最適化することができます。私たちは、有望な超吸収体のリサイクル戦略を特定しました。これにより環境汚染が大幅に軽減され、ポリマーのより持続可能な使用に貢献します。」
参考文献: 「おむつから増粘剤および感圧接着剤まで」: Li Shuai、Johannes M. Scheiger、Wang Zhenwu、Birgit Huber、Maxi Hoffmann、Manfred Wilhelm、Pavel A. Levkin 著、2023 年 9 月 7 日に「ACS Applied Materials and Interfaces」に掲載。
DOI:10.1021/acsami.3c06999
編集元: ScitechDaily