Svi već znaju da ugljični dioksid uzrokuje globalno zagrijavanje. Ipak, ovaj plin ima i neka pozitivna svojstva. Znanstvenici danas impregniraju plastiku komprimiranim ugljičnim dioksidom.
Ovaj bi postupak mogao otvoriti nove mogućnosti primjene, od proizvodnje novih leća u boji do antibakterijskih kvaka na vratima. Ugljični dioksid je više od neželjenog nusprodukta kemijskih reakcija. Može ga se koristiti na mnogo načina, u kemijskoj industriji služi kao bezbojni plin u proizvodnji uree, metanola i salicilne kiseline. Urea se koristi kao gnojivo, metanol kao dodatak gorivima, a salicilna kiselina je jedan od osnovnih sastojaka aspirina.
Znanstvenici Fraunhofer instituta za okoliš, sigurnu energiju u tehnologiju (UMSICHT), smješten u Oberhausenu, trenutačno istražuju način na koji se ugljični dioksid može koristiti za impregniranje plastike. Na temperaturi od 30,1 stupnjeva Celzijusa i tlaku od 73,8 bara, ugljični dioksid prelazi u superkritično stanje u kojem pokazuje mnogo svojstva otopine. U ovom stanju, ugljični dioksid se može uključiti u sastav plastike. Funkcionira poput prijenosnika za boje, aditive, ljekovite spojeve i ostale topive tvari.
“Tekući ugljični dioksid uvodimo u spremnik pod visokim tlakom, u kojem se nalaze fragmenti plastike spremni za impregnaciju. Potom polako povećavamo temperaturu i tlak u spremniku sve dok ugljični dioksid ne prijeđe u superkritično stanje. Jednom kada to postignemo, još malo povećavamo tlak u spremniku. Pri 170 bara, pigment (inače prah) se potpuno otapa u ugljičnom dioksidu te potom zajedno s njim difundira u sastav plastike. Cijeli proces traje svega nekoliko minuta. Prilikom otvaranja spremnik, plin izlazi iz strukture polimera, ostavljajući pigment u sastavu plastike. Pigment se niti nakon vađenja plastike iz spremnika ne može izbrisati s polimera”, objašnjava dipl.ing. Manfred Renner, jedan od znanstvenika Fraunhofer UMSICHT instituta.
Tijekom testiranja u laboratoriju pod visokim tlakom, znanstvenici su uspjeli impregnirati polikarbonatne spojeve nanočesticama, što je materijalu dalo antibakterijska svojstva. Antibakterijska svojstva ispitana su pomoću bakterije E-coli. Pokazalo se kako bakterija ne može preživjeti na takvoj plastičnoj površini. Jedna od mogućih primjena ovakvog materijala jesu kvake impregnirane upravo takvim nanočesticama. Testiranja sa silicijem i flurbiprofenom, aktivnim farmaceutskim spojem s antiupalnim djelovanjem, također su bila uspješna. “Ovim se procesom može impregnirati polukristalne i amorfne polimere poput najlona, TPE-a, TPU-a, PP-a i polikarbonata”, navodi Renner. “Međutim, ovim se procesom ne može impregnirati kristalinične polimere.”
Ovaj proces odlikuje iznimno velik potencijal jer ugljični dioksid posjeduje mnoga poželjna svojstva: nezapaljiv je, neotrovan i jeftin. Za razliku od otopina koje se koriste u proizvodnji boja, u stanju u kojem pokazuje svojstva slična otopini ugljični dioksid ne uzrokuje štetne učinke po zdravlje i okoliš. Obojene površine se mogu lako oštetiti, a nisu otporne niti na grebanje. Uobičajeni procesi impregniranja i obogaćivanja plastike imaju mnogo nedostataka. Oblikovanje uštrcavanjem npr. ne dozvoljava uvođenje tvari osjetljivih na visoke temperature poput retardanata i UV stabilizatora što uzrokuje promjenu boje mnogih pigmenata; poput ljubičaste koja često prijeđe u crnu.
“Naša metoda dozvoljava prilagodbu važnih plastičnih spojeva, kao i proizvoda poput kućišta za mobilne telefone, bez kojih je svakodnevni život postao upravo nezamisliv. Velika je prednost upravo boja. Bez obzira radi li se o aditivu ili aktivnoj tvari, one se uvode među slojeve blizu površine materijala na temperaturi daleko ispod temperature tališta materijala, kroz proces koji nije štetan za okoliš i bez potrebe za upotrebom agresivnih otopina”, naglašava Renner. Ovaj bi se proces mogao koristiti i u proizvodnju kontaktnih leća. Takve bi se leće mogle obogatiti farmakološkim tvarima koje bi se tijekom dana polako otpuštale u oko, što bi bilo mnogo prihvatljivije od opetovane primjene kapi za oči u liječenju npr. glaukoma. Prema tvrdnjama znanstvenika, ova nova metoda impregnacije ima uistinu širok raspon mogućih primjena.
Izvor: Fraunhofer
