به همت محققان؛

تقویت بتن با تبدیل پسماند بازیافت پلاستیک به گرافن امکان‌پذیر شد

محققان نشان دادند در فرآیند بازیافت پلاستیک پسماند حاصل را می‌توان به گرافن تبدیل و در قدم بعد، از این گرافن برای تقویت بتن و مواد پلیمری استفاده کرد.

کد خبر: ۹۰۷۴۶۲

دوشنبه - ۰۶ بهمن ۱۳۹۹ / January 25, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، به تازگی روشی توسط شیمیدان دانشگاه رایس ارائه شده که در آن ورق‌های گرافن توربوستراتیک تولید می‌شود، ماده‌ای که می‌تواند به ترکیباتی مانند فیلم‌های پلی‌وینیل الکل اضافه شود تا مقاومت بهتری در برابر آب در سیمان و بتن ایجاد کند و مقاومت فشاری را نیز در این محصولات افزایش دهد. آن‌ها خاکستر پیرولیز شده را به گرافن توربوستراتیک تبدیل کردند. از آنجایی که نیرو‌های برهم‌کنشی میان ورق‌های گرافن بسیار ضعیف است، این ماده به سادگی در یک محلول حل می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه رایس توجه خود را به حرارت دادن مواد پلاستیکی حاصل از فرآیند‌های بازیافت پلاستیک معطوف کرده‌اند. محققان نتایج این روش را در قالب مقاله‌ای در مجله «Carbon» منتشر کردند.

در اکتبر گذشته، محققان این پروژه مقاله‌ای منتشر کردند که در آن زباله‌های پلاستیک به گرافن تبدیل می‌شد. در این فرآیند نتیجه‌ای خاص‌تر ایجاد شد، این بار به جای بازیافت پلاستیک، یک محصول مفید از پلاستیک به دست می‌آید.

تور می‌گوید: «نتایج این پروژه گستره اقتصادی پلاستیک را افزایش می‌دهد. در فرآیند‌های رایج که روی زباله‌های پلاستیکی انجام می‌شود، این پلاستیک‌ها به مونومر‌ها و روغن‌هایی تبدیل می‌شوند که برای این کار مواد زائد پلاستیکی باید در معرض حرارت قرار گیرند. از مونومر‌ها برای ساختن پلاستیک‌های جدید در پلیمریزاسیون مجدد استفاده می‌شود و روغن‌ها در کاربرد‌های مختلف دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما همیشه ۱۰ تا ۲۰ درصد خاکستر باقیمانده وجود دارد که فاقد ارزش است و معمولاً به محل دفن زباله ارسال می‌شود. اکنون می‌توانیم آن خاکستر را به گرافن تبدیل کنیم که می‌تواند برای تقویت مقاومت سایر پلاستیک‌ها و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.»

پیرولیز شامل حرارت دادن یک ماده برای تجزیه بدون سوختن آن است. محصولاتی که از پیرولیز پلاستیک به دست می‌آیند شامل گاز‌های غنی از انرژی، روغن‌های سوختی، واکس، نفتا و مونومر‌ها هستند که می‌توان از آن‌ها پلاستیک جدید تولید کرد. اما بقیه آن که کنار گذاشته می‌شود، حجم سالانه این خاکستر باقی‌مانده تقریباً ۵۰،۰۰۰ تن در آمریکا است.

محققان نشان دادند که افزودن ۰٫۱ درصد گرافن، میزان کرنشی را که کامپوزیت پلی‌وینیل الکل می‌تواند تا ۳۰ درصد افزایش دهد. همچنین مقاومت ماده در برابر نفوذپذیری آب را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

آن‌ها با افزودن گرافن حاصل از خاکستر به سیمان و بتن پرتلند، افزایش قابل توجهی در مقاومت فشاری را مشاهده کردند. بتن قوی‌تر به معنای استفاده کمتر از بتن در سازه‌ها و جاده‌ها است. این باعث کاهش استفاده از انرژی و کاهش آلودگی محیطی‌زیست است.