تصنيع بلاستيك قاسٍ.. قابل لإعادة التدوير

البوليمرات المتصلّدة بالحرارة -أو البوليمرات الحرارية- هي فئة من المواد البلاستيكية التي تستخدم عادة في مجال الإلكترونيات الدقيقة وصناعة الطيران؛ نظرًا لمقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة واستقرارها كيميائيا وقوتها ميكانيكيا، ولكنها قد تسبب مخاطر للبيئة؛ نظرًا لعدم قابليتها لإعادة التدوير. طوّر الباحثون الآن أولى البوليمرات الحرارية القابلة لإعادة التدوير.

تتشكل البوليمرات الحرارية من أواصر كيميائية متصالبة تتشكل بين المونومرات، وهي غير قابلة للعكس عند تعريضها لدرجات حرارة عالية مثل المواد البلاستيكية الأخرى.

إلا أن فريقًا من الباحثين -يقوده جيمس هدريك، في آي بي إم، الولايات المتحدة الأمريكية، ويضمّ باحثين من المملكة العربية السعودية- تمكن من استخلاص مونومرات من البوليمرات الحرارية الصلبة التي طوروها باستخدام ظروف حمضية – وهي أول استراتيجية من نوعها لإعادة التدوير تستند إلى الرقم الهيدروجيني (pH) – ونشروا النتائج التي توصلوا إليها في دورية ساينس Science¹.

ويستند تركيب البوليمرات الحرارية -المشار إليها آنفًا- إلى التفاعل بين مونومرات ثنائية الأمين والبارافورمالدهيد. تتيح هذه الطريقة إنتاج بوليمرات حرارية ذات خصائص متنوعة عن طريق تغيير ظروف التفاعل ونوع ثنائي الأمين المستخدم.

وقد تمكنوا من إنتاج بوليمرات حرارية مرنة في درجات حرارة منخفضة، تحتفظ بمزايا البوليمرات الحرارية الكلاسيكية. وباستخدام الأمين الثنائي نفسه ضمن درجة حرارة أكثر ارتفاعًا، تمكنوا من إنتاج بوليمرات حرارية مقاومة للمذيبات، وتتمتع بأقصى قوة ميكانيكية مسجّلة ضمن هذه الفئة من البوليمرات، والتي زيدت أكثر عند إضافة أنابيب الكربون النانوية. وبواقعة منفصلة، أدى استعمال ثنائي أمين آخر إلى تطوير هلامة عضوية تمتلك القدرة على إصلاح شكلها الأولي عندما تتشقق.

ومن المتوقع أن تحلّ هذه البوليمرات الحرارية الجديدة القابلة لإعادة التدوير محل نظيرتها التقليدية في العديد من التطبيقات الصناعية؛ نظرًا لأنها أكثر صداقة للبيئة ومجدية اقتصاديًّا.