Plastics_1_2_2012

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 - 2 ( 1 0 7 - 1 0 8 ) 2 0 1 2 w w w . p l a s t i c s . r u 22 Запасы нефти продолжают сокращаться, а углекислый газ становится все большей проблемой для мирового климата. Поэтому химики заняты поиском новых альтернатив ископаемому сырью и пути рационального использования парникового газа. Вместе со своими партнерами исследователи концерна Bayer AG уверенно двигаются вперед: они встраивают CO 2 в молекулярную структуру полиуретанов, и это экономит нефть. А в будущем и сама электроэнергия для производства пластиков могла бы черпаться из возобновляемых источников Неисчерпаемый источник Во всем мире ежегодно перерабатыва- ется около 13 млн тонн полиуретана. Этот пластик окружает нас в повседневной жиз- ни, демонстрируя свою уникальную эко- номичность и экологичность. Например, при изоляции зданий от холода и тепла по- лиуретаны экономят энергии примерно в 70 раз больше, чем было затрачено для их производства. ПУ также удерживает холод в холодильнике, делает комфортным авто- мобильное сиденье и придает спортивной обуви пружинистость. Как и в случае со многими другими пла- стиками, компоненты ПУ производятся из нефти. Ископаемые ресурсы — основные поставщики центрального элемента пла- стика — углерода, на котором базируется вся органическая химия. Однако нефть — «смазка» мировой экономики — становит- ся все более дефицитной и дорогой. И вот, наконец, ученые открыли новый, по сути неисчерпаемый источник сырья: благодаря успехам современной науки в будущем мож- но будет использовать CO 2 для того, чтобы встраивание углерода в полиолы, необхо- димые для производства полиуретана, было рентабельным. Какую роль играет данная молекула, нам демонстрирует сама приро- да: из CO 2 растения в процессе фотосинтеза производят с помощью воды и солнечного света углеводы, которые служат им постав- щиками энергии. Но то, что звучит так просто, на деле до- статочно сложно реализовать в химической промышленности, потому что молекула CO 2 химически стабильна и практически не всту- пает в реакцию с другими субстанциями. «Тот, кто хочет использовать диоксид углерода в качестве сырья, должен снача- ла «выгнать» из него реакционную инерт- ность», — объясняет доктор Аурель Вольф, химик Bayer Technology Services. Атом угле- рода и два атома кислорода связаны с CO 2 особенно прочно. «Это делает встраивание инертной молекулы в пластики весьма труд- ным делом», — говорит доктор Вольф. Чтобы помочь диоксиду углерода спра- виться с инертностью, требуется катализа- тор — этакий химический «сват», с легкой руки которого двум субстанциям легче со- единиться друг с другом. С конца 60-х годов XX века ученые всего мира искали подходя- щий ускоритель, но долгое время безуспеш- но, и потому использование CO 2 для произ- водства пластиков продолжало оставаться нерентабельным. Прорыв с помощью цинкового катализатора Несколько лет назад команда исследова- телей компании Bayer открыла катализатор, делающий применение диоксида углерода экономически выгодным. Для этого было протестировано порядка 200 таких хими- ческих ускорителей. Вновь и вновь ученые пытались соединить CO 2 и оксид пропиле- на — полупродукт на основе нефти для по- лучения полиуретана — каждый раз с новым катализатором, чтобы изучить, как он ведет себя в разных условиях эксперимента. Ис- следователи дополнительно моделировали на компьютере химическую реакцию, чтобы понять, что происходит в реальности. После многочисленных экспериментов ученым удалось совершить прорыв. Специ- Пластики из углекислого газа Фото Bayer MaterialScience