Plastično je fantastično

Već ste se dragi čitatelji susreli s problemom razvoja bakterija, pa i onih opasnih kao što su e.coli ili norovirus na višekratnim plastičnim, ali i platnenim, pa i papirnatim vrećicama. Ali, zadržati ćemo se na plastičnim materijalija, odnosno plastičnim površinama. U sljedećem članku prikazano je i moguće rješenje toga problema. Naravno, ne za višekratne plastične, platnene ili papirnate vrećice, već za plastične površine ili plastične premaze. Na primjer kao premaz za kvake na bolničkim vratima. Mogućnosti koje nam plastika pruža, neograničene su. Ograničena je samo naša mašta i znanje, ali na žalost i ponašanje s plastikom. Ali o to sada nije tema ovog posta. Dakle ...

Svi već znaju da ugljični dioksid uzrokuje globalno zagrijavanje. Ipak, ovaj plin ima i neka pozitivna svojstva. Znanstvenici danas impregniraju plastiku komprimiranim ugljičnim dioksidom.


Ovaj bi postupak mogao otvoriti nove mogućnosti primjene, od proizvodnje novih leća u boji do antibakterijskih kvaka na vratima. Ugljični dioksid je više od neželjenog nusprodukta kemijskih reakcija. Može ga se koristiti na mnogo načina, u kemijskoj industriji služi kao bezbojni plin u proizvodnji uree, metanola i salicilne kiseline. Urea se koristi kao gnojivo, metanol kao dodatak gorivima, a salicilna kiselina je jedan od osnovnih sastojaka aspirina.

Znanstvenici Fraunhofer instituta za okoliš, sigurnu energiju u tehnologiju (UMSICHT), smješten u Oberhausenu, trenutačno istražuju način na koji se ugljični dioksid može koristiti za impregniranje plastike. Na temperaturi od 30,1 stupnjeva Celzijusa i tlaku od 73,8 bara, ugljični dioksid prelazi u superkritično stanje u kojem pokazuje mnogo svojstva otopine. U ovom stanju, ugljični dioksid se može uključiti u sastav plastike. Funkcionira poput prijenosnika za boje, aditive, ljekovite spojeve i ostale topive tvari.

“Tekući ugljični dioksid uvodimo u spremnik pod visokim tlakom, u kojem se nalaze fragmenti plastike spremni za impregnaciju. Potom polako povećavamo temperaturu i tlak u spremniku sve dok ugljični dioksid ne prijeđe u superkritično stanje. Jednom kada to postignemo, još malo povećavamo tlak u spremniku. Pri 170 bara, pigment (inače prah) se potpuno otapa u ugljičnom dioksidu te potom zajedno s njim difundira u sastav plastike. Cijeli proces traje svega nekoliko minuta. Prilikom otvaranja spremnik, plin izlazi iz strukture polimera, ostavljajući pigment u sastavu plastike. Pigment se niti nakon vađenja plastike iz spremnika ne može izbrisati s polimera”, objašnjava dipl.ing. Manfred Renner, jedan od znanstvenika Fraunhofer UMSICHT instituta.

Tijekom testiranja u laboratoriju pod visokim tlakom, znanstvenici su uspjeli impregnirati polikarbonatne spojeve nanočesticama, što je materijalu dalo antibakterijska svojstva. Antibakterijska svojstva ispitana su pomoću bakterije E-coli. Pokazalo se kako bakterija ne može preživjeti na takvoj plastičnoj površini. Jedna od mogućih primjena ovakvog materijala jesu kvake impregnirane upravo takvim nanočesticama. Testiranja sa silicijem i flurbiprofenom, aktivnim farmaceutskim spojem s antiupalnim djelovanjem, također su bila uspješna. “Ovim se procesom može impregnirati polukristalne i amorfne polimere poput najlona, TPE-a, TPU-a, PP-a i polikarbonata”, navodi Renner. “Međutim, ovim se procesom ne može impregnirati kristalinične polimere.”

Ovaj proces odlikuje iznimno velik potencijal jer ugljični dioksid posjeduje mnoga poželjna svojstva: nezapaljiv je, neotrovan i jeftin. Za razliku od otopina koje se koriste u proizvodnji boja, u stanju u kojem pokazuje svojstva slična otopini ugljični dioksid ne uzrokuje štetne učinke po zdravlje i okoliš. Obojene površine se mogu lako oštetiti, a nisu otporne niti na grebanje. Uobičajeni procesi impregniranja i obogaćivanja plastike imaju mnogo nedostataka. Oblikovanje uštrcavanjem npr. ne dozvoljava uvođenje tvari osjetljivih na visoke temperature poput retardanata i UV stabilizatora što uzrokuje promjenu boje mnogih pigmenata; poput ljubičaste koja često prijeđe u crnu.

“Naša metoda dozvoljava prilagodbu važnih plastičnih spojeva, kao i proizvoda poput kućišta za mobilne telefone, bez kojih je svakodnevni život postao upravo nezamisliv. Velika je prednost upravo boja. Bez obzira radi li se o aditivu ili aktivnoj tvari, one se uvode među slojeve blizu površine materijala na temperaturi daleko ispod temperature tališta materijala, kroz proces koji nije štetan za okoliš i bez potrebe za upotrebom agresivnih otopina”, naglašava Renner. Ovaj bi se proces mogao koristiti i u proizvodnju kontaktnih leća. Takve bi se leće mogle obogatiti farmakološkim tvarima koje bi se tijekom dana polako otpuštale u oko, što bi bilo mnogo prihvatljivije od opetovane primjene kapi za oči u liječenju npr. glaukoma. Prema tvrdnjama znanstvenika, ova nova metoda impregnacije ima uistinu širok raspon mogućih primjena.



Izvori:
Znanost.com
Fraunhofer