Учёные Томского государственного университета (ТГУ) завершают реализацию собственного проекта по разработке технологии переработки пластика в высокотехнологичные порошки карбида титана и готовятся патентовать технологию. Благодаря предложенному способу синтеза получаются порошковые соединения углерода и металла, имеющие широкий спектр применения – от тепловых труб до ядерной энергетики.
Ежегодно в РФ образуется до 4 млрд тонн отходов. При этом на переработку поступает всего 6%, а 94% складируются на свалках. Растущие обширные свалки являются одним из источников парниковых газов, ведущих к глобальному изменению климата.
Существующие на сегодняшний день в России технологии вторичной переработки пластика являются сложными и узконаправленными процессами. К тому же такая переработка включает разделение пластика по цветам и видам, а также его очистку от примесей и загрязнений с применением большого количества воды, электроэнергии и специальных химикатов.
Как пояснила Яна Дубкова, сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ, из полученных после такой переработки гранул можно производить только те пластиковые изделия, из которых они были получены, например, из ПЭТ-бутылок одного цвета. Следовательно, возникает потребность в принципиально новых технологиях, позволяющих перерабатывать пластиковые отходы без разделения и без потребности в очистке от загрязнений, а также адаптацию этой технологии под требования современной промышленности.
Научный проект заключается в переработке смеси различных видов пластика без разделения его по цветам и очистки от примесей. Основная задача при этом – не просто переработка, а использование этого процесса для получения высокотехнологичных соединений, широко применяемых в различных отраслях промышленности, в том числе и в порошковой металлургии.
Порошковая металлургия занимается производством порошков металлов и изделий из них. В ней широкое применение находят и карбиды металлов – особый класс соединений. Они тугоплавкие, обладают высокой твёрдостью и жаропрочностью, а также устойчивы к воздействию химических сред. В промышленности эти соединения получают в промышленных печах путём реакции металлов с углеродом. Разработанная технология обеспечивает получение карбидов металлов путём синтеза из пластиковых материалов различных марок.
За время выполнения проекта в лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ была проделана обширная экспериментальная работа. Команда проекта научилась получать порошки карбида титана по новой технологии, не применяя сложные и ресурсоёмкие технологические этапы. При этом пластик служит многофункциональной полимерной матрицей, упрощающей процесс получения карбида титана и позволяющей добиться высокого качества получаемого порошка. Его в дальнейшем можно применять для создания пористых фильтров, конструкционных материалов, тепловых труб и тепловыделяющих элементов ядерной энергетики.