Milli Kvant Elmi və Texnologiya İnstitutu tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriAdətən Teflon kimi tanınan PTFE kimi plastiklər davamlıdır, lakin parçalanması çətindir. Üstəlik, PTFE-nin parçalanması üçün ənənəvi üsullar olduqca yüksək temperatur və kütləvi enerji girişləri tələb edir. İndi isə Yaponiyadan olan tədqiqatçılar PTFE təkrar emalının enerji səmərəliliyini artırmaq üçün perspektivli bir üsul irəli sürdülər. Kredit: Yaponiya Milli Kvant Elmi və Texnologiya İnstitutundan Dr. Akira İdesaki

Teflon kimi plastiklər davamlıdır və təkrar emal etmək çox çətindir. Lakin Milli Kvant Elmləri və Texnologiyaları İnstitutunun (QST) tədqiqatçılarının əldə etdiyi bir irəliləyiş güclü yeni bir həll təklif edə bilər.

Baş Baş Tədqiqatçı Dr. Akira İdesakinin rəhbərlik etdiyi komanda politetrafloroetileni (PTFE) qaz halında olan məhsullara parçalamaq, bərk, istiliyədavamlı flüoropolimeri faydalı kimyəvi komponentlərə effektiv şəkildə çevirmək üçün elektron şüa (EB) şüalanmasından istifadə edərək texnika işləyib hazırlayıb. Onların nəticələri Radiation Physics and Chemistry jurnalında dərc olunub .

“Şüalanma zamanı istilik tətbiq etməklə biz PTFE-nin parçalanması üçün tələb olunan enerjini ənənəvi üsullarla müqayisədə 50% azalda bildik” dedi doktor İdesaki. “Bu, flüoropolimerlərin geniş miqyaslı təkrar emalını daha səmərəli edir.”

PTFE – ən yaxşı Teflon ticarət adı ilə tanınır – elektronikada, tibbi cihazlarda və yapışmayan qablarda geniş istifadə olunur. İstiliyə və kimyəvi maddələrə qarşı müqaviməti güclü karbon-flüor bağlarından irəli gəlir ki, bu da onu qeyri-rəsmi olaraq “əbədi kimyəvi maddələr” adlandırılan PFAS kimi tanınan ekoloji cəhətdən davamlı maddələr ailəsinin üzvü edir.

PTFE-nin parçalanmasının ənənəvi üsulları, məsələn, piroliz, son dərəcə yüksək temperatur (600-1000 °C) və böyük enerji girişi tələb edir. QST komandası nümayiş etdirdi ki, PTFE-nin 370 °C-ə qədər qızdırılması və havada EB ilə şüalanması onlara plastikin 100%-ni qaza çevirməyə imkan verir.

Bərk cisimlərdən olan qazlar: Parçalanma kimyası

Metodun açarı istiliyi radiasiya ilə birləşdirməkdir. PTFE tozu 30 °C-də 5 MGy dozası ilə şüalandıqda, yalnız 10% parçalandı. Lakin 270 °C-də bu rəqəm 86%-ə yüksəldi. 370 °C-də tam parçalanma əldə edildi.

Proses zamanı sərbəst buraxılan əsas qazlar oksidləşmiş flüorokarbonlar – həm flüor, həm də oksigen ehtiva edən kimyəvi birləşmələr və perftoralkanlar – tərkibində flüor və karbon olan birləşmələr idi. Tədqiqat qrupu onları qaz xromatoqrafiyası və kütlə spektrometriyasından istifadə edərək müəyyən edib. Bu qazlar toplanaraq kimya sənayesində xammal kimi təkrar istifadə oluna bilər ki , bu da resursların daha davamlı, dövri istifadəsini dəstəkləməyə kömək edir.

Struktur transformasiya və kristallik

Tədqiqatçılar həmçinin EB şüalanması zamanı PTFE-nin qızdırılmasının onun daxili strukturunda dəyişikliklərə səbəb olduğunu tapdılar. Materialın içərisindəki kiçik kristal vahidlər böyüdü və bu, materialın yenidən təşkil olunduğunu göstərir. İnfraqırmızı və rentgen analizi göstərdi ki, oksidləşmiş kimyəvi maddələrin əksəriyyəti çıxarılıb, yəni PTFE səmərəli şəkildə qaza parçalanıb.

“Yüksək temperaturlu şüalanma təkcə parçalanmanı gücləndirmir, həm də PTFE-nin daxili strukturunu dəyişdirir”, – QST-nin tədqiqatçısı, birinci müəllif Dr. Hao Yu qeyd edir. “Bu, temperatur yüksəldikcə prosesin niyə daha enerjiyə qənaət etdiyini izah etməyə kömək edir.”

Sənaye tətbiqi istiqamətində

Tədqiqatçılar öz məlumatlarına əsasən hesab edirlər ki, bu yeni yanaşma PTFE-nin təkrar emalının enerji xərclərini ton başına təxminən 2,8-4 MVt-dan – piroliz üçün tipik olan (yüksək temperatur) EB şüalanmasından istifadə edərək 50% azalda bilər. Bu səmərəlilik səviyyəsi onu PTFE tullantıları yaradan sənayelər üçün kommersiya baxımından cəlbedici edə bilər.

Tədqiqat layihəsinə rəhbərlik edən həmmüəllif Dr.Yasunari Maekava deyib: “Ümid edirik ki, bu texnologiya yüksək performanslı plastiklərin daha təhlükəsiz, daha təmiz və daha sərfəli təkrar emalına töhfə verəcək”.

Daha çox məlumat: Hao Yu et al, Temperaturun elektron şüa şüalanması ilə induksiya edilən PTFE-nin parçalanmasına təsiri, Radiasiya Fizikası və Kimyası (2025). DOI: 10.1016/j.radphyschem.2025.113029

Milli Kvant Elmi və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir