АРХАНГЕЛЬСК, 26 марта. /ТАСС/. Ученые Северного (Арктического) федерального университета (САФУ, Архангельск) разработали устойчивую к ультрафиолету пластмассу, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза. Стойкость к ультрафиолетовому излучению позволит изделиям из нее служить дольше.
"Специалисты САФУ создали рецепт стойкой к ультрафиолету пластмассы. Ультрафиолетовое излучение оказывает значительное влияние на приборы и оборудование, работающее на открытом воздухе. Оно проникает во внутреннюю структуру полимерных материалов, разрушая двойные углерод-углеродные связи. Появление новых стойких к ультрафиолету материалов может увеличить срок службы этой техники", - сказали в пресс-службе.
Речь идет о пластмассе, которая используется для 3D-печати. Таким способом, например, создают детали при срочных ремонтах на судах, нефтяных платформах, месторождениях в труднодоступных районах. Под действием ультрафиолета эти детали могут разрушаться.
Ученые САФУ добавили в пластмассу для изготовления нити для 3D-печати лигнин. Лигнин - это полимер, который содержится в клетках лиственных и хвойных растений, он составляет почти треть от сухого вещества дерева, при этом очень мало используется, при производстве целлюлозы лигнин сжигают. При этом лигнин защищает дерево от физических разрушений, грибка, сухости, излучений и окислительных процессов.
Исследования провела группа ученых Центра коллективного пользования научным оборудованием "Арктика" САФУ. Они работали с ABS-пластиком, он используется в автомобильной промышленности, в производстве инструментов, оптических приборов. Этот пластик отличают высокая механическая прочность и ударостойкость, изделия из него легко шлифуются.
Лигнин защищает от ультрафиолета
Исследователи добавляли к ABS-пластику разные виды лигнина: малоизмененный лигнин Пеппера, его получили из березы в лаборатории; и технический сульфатный лигнин, это отход производства Архангельского ЦБК. Композиты из смеси лигнина и пластика облучали ультрафиолетом и сравнивали с материалом без добавок. Оказалось, что лигнин поглощает ультрафиолет. "Мы обнаружили две новые корреляции в композите после ультрафиолетовой обработки, и их отсутствие в спектрах ядерного магнитного резонанса чистого ABS и ABS с добавками до ультрафиолетовой обработки. Это позволило подтвердить наличие нового продукта фотодеградации композита", - рассказал участник исследования Илья Гришанович.
Фотодеградация пластика - это его разрушение под действием ультрафиолетового излучения. Как оказалось, особенности структуры лигнина позволяют поглощать большую часть излучения, при этом сульфатный лигнин продемонстрировал более высокие защитные свойства. Но включение элементов лигнина в структуру пластика делает пластик менее прочным. В ходе экспериментов ученые определили, что доля лигнина в пластмассе не должна превышать 5%.
Разработка химиков САФУ может перевести лигнин из категории отходов целлюлозно-бумажной промышленности в категорию сырья для 3D-печати и производства пластиковых изделий.