Філамент з переробленого матеріалу – майбутнє 3D-друку

У міру того, як екологічна криза посилюється і величезна кількість пластикових відходів, з якими нам доводиться мати справу, стає все очевиднішою, все більше людей шукають рішення. Один із них заснований на використанні ниток із переробленого пластику для 3D-друку. Пластикові відходи можна перетворити на перероблену нитку для 3D-друку.

За словами дослідників з Університету штату Вашингтон, пластикові відходи можуть бути перетворені на смолу, яку можна використовувати у 3D-друці. Вони розробили простий та ефективний спосіб перетворення полімолочної кислоти (PLA), пластику на біологічній основі, що використовується в таких продуктах, як нитка, пластикове столове срібло та упаковка для харчових продуктів, у високоякісну смолу.

"Ми знайшли спосіб негайно перетворити це на щось сильніше й краще, й ми сподіваємося, що це дасть людям стимул переробляти ці речі, а не просто викидати їх", - сказав Ю-Чунг Чанг, дослідник з ступенем доктора наук і співавтор. «Ми робили міцніші матеріали прямо зі сміття. Ми вважаємо, що це може бути чудовою нагодою».

Щорічно виробляється близько 300 000 тонн PLA і його використання різко зростає. Попри те, що він виготовлений біологічно, PLA, який класифікується як пластик номер сім, нелегко руйнується. Він може плавати в прісній чи солоній воді протягом року, не псуючись. Він також рідко переробляється, тому що, як і багато пластмас, коли він розплавляється і переформовується, він не працює так само добре, як вихідна версія, і стає менш цінним.

"Він піддається біологічному розкладу та компостуванню, але виявляється, що його розкладання на звалищі може зайняти до 100 років", - сказав Чанг. «Насправді це все ще створює багато забруднення. Ми хочемо переконатися, що коли ми почнемо виробляти PLA в масштабі мільйонів тонн, ми знатимемо, як із цим боротися».

Дослідники розробили швидкий та безкаталітичний метод переробки PLA, розбиваючи молекули з довгим ланцюгом на прості мономери – будівельні блоки для багатьох пластиків. Весь хімічний процес можна провести за помірних температур приблизно за два дні. Хімікат, який вони використовували для руйнування PLA, аміноетанол, також недорогий.

Після того як PLA був розбитий на основні будівельні блоки, дослідники відновили пластик і створили тип рідкої смоли, що зазвичай використовується в якості друкованих «чорнил» для 3D-принтерів. Коли він був використаний у 3D-принтері й затверджений у пластикові деталі, продукт показав такі ж чи кращі механічні та термічні властивості, ніж комерційно доступні смоли.

У той час як дослідники зосередилися на PLA для дослідження, вони сподіваються застосувати роботу до поліетилентерефталату (PET), який є більш поширеним, ніж PLA, має аналогічну хімічну структуру й представляє велику проблему відходів.

Хоча, Рейтен Ченг, промисловий дизайнер, який щойно закінчив цієї весни Коледж дизайну ArtCenter у Пасадині, схоже, знайшов рішення. Він називає це поліформер.

Ідея поліформера проста. Використовуйте ножиці, щоб відрізати дно пляшки із водою. Вставте пляшку в поліформер. Пристрій нарізає пляшку на смужки. Екструдер нагріває смужки та виштовхує пластикову нитку. Від використаної пляшки до готової для використання нитки. Ченг сказав, що приблизно із 33 пляшок можна створити кілограмову котушку нитки.

PET є деякою проблемою для 3D-друку, особливо з урахуванням того, наскільки він волокнистий і наскільки складно налаштувати параметри температури. Але як тільки це буде з'ясовано, виробничий простір може мати практично нескінченний (і безкоштовний) запас цього надійного матеріалу для 3D-друку.