Переработка полиэтиленовых пакетов в текстильные материалы

Не ошибусь, если скажу, что утилизация полиэтиленовых пакетов является сверх задачей, для инженеров и ученых на современном этапе. Своим личным примером (эксперимент предутилизации полиэтиленовых пакетов) вот уже более чем полгода пытаюсь в пластиковые бутылки упаковывать использованные пакеты, в надежде, что появятся технологии дальнейшей их переработки в экологически чистый продукт. И представьте себе, такую технологию — переработка полиэтиленовых пакетов в текстильные материалы, предложили инженеры из Массачусетского технологического института (МІТ).

Инженерам удалось превратить обычный полиэтилен в ткань, пропускающую тепло, влагу и воздух. Таким образом, с помощью новой технологии можно из отработанных пакетов изготавливать комфортную одежду.

Изделия из полиэтилена являются тонкими и легкими, хорошо пропускающими тепло. Но полиэтилен также удерживает воду, поскольку не может отводить и испарять влагу. Это свойство против всасывания было главным сдерживающим фактором для принятия полиэтилена в качестве материала для изготовления одежды.

Инженеры начали с полиэтилена в форме порошка с использованием стандартного оборудование для производства текстиля, чтобы расплавить и экструдировать полиэтилен в тонкие волокна, подобные произведенных нитей спагетти. Удивительно, но они обнаружили, что этот процесс экструзии производит мягкое окисление материала, изменяя поверхностную энергию волокна, благодаря чему полиэтилен стал слабо гидрофильным и способным привлекать молекулы воды на свою поверхность.

Обеспечив условия замеченного эффекта, инженеры MIT изготовили из нитей полиэтилена пряжу, пригодную для вязания. Они вплели нити в шелковистые, легкие ткани, которые впитывают и испаряют воду быстрее, чем обычные текстильные изделия, такие как хлопок, нейлон и полиэстер.

Они также рассчитали экологический след, который должен полиэтилен, если бы его производили и использовали как текстиль. Вопреки большинству предположений, они оценивают, что полиэтиленовые ткани могут иметь меньшее влияние на окружающую среду в течение своего жизненного цикла, чем хлопчатобумажные и нейлоновые ткани.

Исследователи надеются, что ткани, изготовленные из полиэтилена, могут стимулировать переработку полиэтиленовых пакетов и других изделий из полиэтилена в текстильные материалы, подлежащих ношению, повышая устойчивость материала.

«Как только кто-то бросает полиэтиленовый пакет в океан, это проблема. Было бы экономически разумно подобрать эти пакеты, подвергнуть переработке, получив текстильные материалы, для дальнейшего использования их при изготовлении кроссовок и одежды», — говорит Светлана Борискина, научный сотрудник с Машиностроительного факультета MIT.

Далее продолжались исследования полиэтиленовой пряжи на пропуск воды и испарения влаги. Команда использовала второй стандартный экструдер для связывания нескольких полиэтиленовых волокон вместе, чтобы изготовить из них пряжу. Было обнаружено, что внутри нити пряжи пространства между волокнами образуют капилляры, через которые молекулы воды могут пассивно поглощаться, когда они притягиваются к поверхности волокна.

Чтобы оптимизировать эту новую способность к объединению, исследователи смоделировали свойства волокон и обнаружили, что волокна определенного диаметра, выровнены в определенных направлениях по всей пряжи, улучшают ее свойства.

На основе своего моделирования исследователи изготовили полиэтиленовую пряжу с более оптимизированными композициями и размерами волокон, а затем использовали промышленный ткацкий станок для вплетения пряжи в ткани. Затем они проверяли способность смачивания полиэтиленовой ткани к хлопку, нейлону и полиэстеру, погружая полоски тканей в воду и измеряя время, необходимое для смачивания жидкостью каждой полосы. Они также размещали на каждую ткань каплю воды, измеряя ее вес со временем, когда вода проходила через ткань и испарялась.

Правда, при повторном смачивании эффективность поглощения влаги значительно снижается. Но для восстановления впитывающей способности достаточно потереть ткань саму о себя или подвергнуть ее воздействию ультрафиолета.

Команда также нашла способ покраски полиэтиленовой ткани, применяя традиционные краски и красители. Красители добавляли в порошкообразный полиэтилен перед началом обработки. Процесс сухого окрашивания способствует относительно небольшом экологическому следу, если бы полиэтилен использовали для изготовления текстиля, утверждают исследователи. Команда рассчитала этот след с помощью инструмента оценки жизненного цикла, который обычно используется в текстильной промышленности. Принимая во внимание физические свойства полиэтилена и процессы, необходимые для изготовления и покраски тканей, исследователи обнаружили, что для производства полиэтиленового текстиля требуется меньше энергии по сравнению с полиэстером и хлопком.

«Полиэтилен имеет более низкую температуру плавления, поэтому вам не придется нагревать его так же, как другие синтетические полимерные материалы, например, для изготовления пряжи», — объясняет Борискина. «Синтез сырьевого полиэтилена также выделяет меньше парниковых газов и отходов тепла, чем синтез более обычных текстильных материалов, таких как полиэстер или нейлон. Для выращивания хлопка также нужно много земли, удобрений и воды, и она обрабатывается резкими химическими веществами, все имеет огромный экологический след».

По ее заключению использование полиэтиленовой ткани также может иметь меньшее влияние на окружающую среду, поскольку для стирки и высыхания материала требуется меньше энергии по сравнению с хлопком и другими тканями. Для очистки ткани достаточно 10 минут стирки в холодной воде.

Сейчас исследователи ищут применение своей технологии переработки полиэтиленовых пакетов в текстильные материалы в области производства спортивной одежды, а также в военной и космической отраслях.

В состав международной команды входили исследователи из Массачусетского технологического университета, Политехнического университета в Турине в Италии, Центра командования солдат по развитию боевых возможностей США, Института рака Даны Фарбер, INRIM Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica в Италии, Агентства обороны по вопросам технологий и качества в Южной Кореи и Монтеррея Институт технологии и высшего образования в Мексике.

По материалам источника:

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения