Исследователи разработали первые в мире аэрогели из старых шин
Это первый раз, когда аэрогели сделаны из отработанных резиновых шин. Новые резиновые аэрогели демонстрируют замечательные свойства – они чрезвычайно легкие, хорошо впитывают, очень долговечны, а также они очень эффективны при улавливании тепла и звука.
Утилизация шин – уже не проблема
Благодаря переработке отработанного каучука в продукты более высокой коммерческой ценности, эта новая технология способствует более широкому использованию старых шин и предлагает экологичный способ переработки использованного каучука. Эта новая технология была опубликована в печатной версии научного журнала Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects in September 2019, и был подан патент.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Для активизации исследовательской работы команды и повышения осведомленности общественности о переработке отходов компания Mapletree Investments, ведущий девелопер в сфере недвижимости, уделяющий особое внимание экологической устойчивости, недавно подарила NUS 155 000 сингапурских долларов.
Ежегодно в мире производится около 1 миллиарда шин. Резиновые шины очень долговечны и не подвержены биологическому разложению. Только 40 % перерабатываются в продукты с низкой добавленной стоимостью, в то время как 49 % сжигаются для выработки энергии, и как минимум 11 % попадают на свалки, что вызывает загрязнение окружающей среды. Кроме того, при сжигании каучука образуются токсичные вещества, которые создают проблемы для здоровья и безопасности.
«Несмотря на то, что 40 % отработанных резиновых шин подвергаются вторичной переработке, темпы переработки во всем мире остаются низкими, поскольку переработка использованной резины является дорогостоящей и энергоемкой в сочетании с отсутствием денежных стимулов. Наша команда решила сосредоточиться на создании резиновых аэрогелей из использованной резины из шин, потому что они являются дешевым и распространенным источником сырья. Превратив использованные резиновые шины в дорогостоящие аэрогели, мы могли бы усилить финансовый стимул для переработки резины и, в свою очередь, сократить резиновые отходы», – пояснил доцент Дуонг Хай-Минь, который возглавляет исследовательскую группу из отдела машиностроения в NUS Engineering.
Эдмунд Ченг, председатель Mapletree, сказал: «Mapletree всегда уделяла большое внимание интеграции устойчивых технологий. Этот проект, направленный на превращение резиновых отходов в аэрогелевые материалы с помощью экологически чистых технологий, соответствует нашим обязательствам по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Мы рады, что часть поддержки будет также финансировать отремонтированный лабораторный центр для прикладных исследований и обучения технологиям по переработке отходов. Мы надеемся, что благодаря образованию, одному из наших ключевых столпов корпоративной социальной ответственности, появится больше осведомленности об проблемах окружающей среды»
Чтобы создать резиновые аэрогели, переработанные волокна автомобильных шин сначала перерабатывают в более тонкие волокна. Эти тонкие резиновые волокна затем замачивают в воде и очень небольшом количестве химических сшивающих агентов. Затем смесь резиновых волокон и экологически чистых растворителей равномерно диспергируют с помощью мешалки в течение 20 минут. Затем однородный суспензионный гель сушат вымораживанием при температуре минус 50 градусов по Цельсию в течение 12 часов, чтобы получить резиновые аэрогели.
Профессор Дуонг сказал: «Процесс изготовления прост, рентабелен и экологичен. Весь процесс производства занимает от 12 до 13 часов, а изготовление листа аэрогеля из каучука, стоимость которого составляет $1, составляет всего менее $10 на м2 и толщиной 1 см. Этот процесс также можно легко масштабировать для массового производства. Это делает резиновые аэрогели коммерчески привлекательным продуктом».
Исследователи разработали первые в мире аэрогели из старых шин
Новые резиновые аэрогели, созданные командой NUS, обладают замечательными свойствами для многих применений:
Чрезвычайно легкий и более жесткий чем коммерческая пена
Высокопористый: это делает резиновые аэрогели хорошими абсорбентами для удаления разлитого масла. Их абсорбирующая способность в два раза больше, чем у обычных абсорбентов, таких как полипропиленовый коврик.
Отличное звукопоглощение: резиновые аэрогели на 27 % эффективнее, чем коммерческий пенный поглотитель такой же толщины.
Отличная теплоизоляция: резиновые аэрогели обладают высокой термостойкостью. Кусок резинового аэрогеля толщиной один дюйм (2,54 см) имеет свойства теплопередачи, эквивалентные 25 стандартным оконным стеклам.
Высокая долговечность: большинство аэрогелей чрезвычайно хрупкие и рыхлые (т.е. имеют тенденцию к дроблению и растрескиванию), но резиновые аэрогели могут вернуться к своей первоначальной форме после сжатия. Это уникальное свойство делает их пригодными в качестве изоляционного материала для промышленных целей, таких как подводные системы, нефтеперерабатывающие заводы и промышленные здания, а также в дома, холодильники, а также одежда, такая как куртки и стельки для обуви.
При покрытии химическим веществом, называемым метокситриметилсиланом, каучуковые аэрогели становятся чрезвычайно водоотталкивающими, и их можно использовать для предотвращения коррозии или повреждения изоляционного оборудования влагой.
«Потенциальные рынки аэрогелей огромны. Например, обесшумливание транспортных средств и их теплоизоляция – к 2022 году ожидается, что мировой рынок автомобильных тепло- и звукоизоляционных решений достигнет $ 3,2 миллиарда. Кроме того, мировой рынок по ликвидации разливов нефти может достигнуть к 2025 году $ 182,7 миллиарда», – добавил профессор Нхан Фан-Тиен, старший научный сотрудник.
Профессор Дуонг, профессор Нхан и их команда с нетерпением ждут реализации положительного воздействия аэрогелей на окружающую среду, работая с Mapletree и отраслевыми партнерами для коммерциализации и расширения этой новой технологии. Благодаря щедрому вкладу Mapletree команда NUS сможет проводить дальнейшие исследования для улучшения характеристик резиновых аэрогелей, исследовать другие области применения, а также использовать другие виды отходов для превращения в аэрогели.
Это первый раз, когда аэрогели сделаны из отработанных резиновых шин. Новые резиновые аэрогели демонстрируют замечательные свойства – они чрезвычайно легкие, хорошо впитывают, очень долговечны, а также они очень эффективны при улавливании тепла и звука.
Благодаря переработке отработанного каучука в продукты более высокой коммерческой ценности, эта новая технология способствует более широкому использованию старых шин и предлагает экологичный способ переработки использованного каучука. Эта новая технология была опубликована в печатной версии научного журнала Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects in September 2019, и был подан патент.
Для активизации исследовательской работы команды и повышения осведомленности общественности о переработке отходов компания Mapletree Investments, ведущий девелопер в сфере недвижимости, уделяющий особое внимание экологической устойчивости, недавно подарила NUS 155 000 сингапурских долларов.
Ежегодно в мире производится около 1 миллиарда шин. Резиновые шины очень долговечны и не подвержены биологическому разложению. Только 40 % перерабатываются в продукты с низкой добавленной стоимостью, в то время как 49 % сжигаются для выработки энергии, и как минимум 11 % попадают на свалки, что вызывает загрязнение окружающей среды. Кроме того, при сжигании каучука образуются токсичные вещества, которые создают проблемы для здоровья и безопасности.
«Несмотря на то, что 40 % отработанных резиновых шин подвергаются вторичной переработке, темпы переработки во всем мире остаются низкими, поскольку переработка использованной резины является дорогостоящей и энергоемкой в сочетании с отсутствием денежных стимулов. Наша команда решила сосредоточиться на создании резиновых аэрогелей из использованной резины из шин, потому что они являются дешевым и распространенным источником сырья. Превратив использованные резиновые шины в дорогостоящие аэрогели, мы могли бы усилить финансовый стимул для переработки резины и, в свою очередь, сократить резиновые отходы», – пояснил доцент Дуонг Хай-Минь, который возглавляет исследовательскую группу из отдела машиностроения в NUS Engineering.
Эдмунд Ченг, председатель Mapletree, сказал: «Mapletree всегда уделяла большое внимание интеграции устойчивых технологий. Этот проект, направленный на превращение резиновых отходов в аэрогелевые материалы с помощью экологически чистых технологий, соответствует нашим обязательствам по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Мы рады, что часть поддержки будет также финансировать отремонтированный лабораторный центр для прикладных исследований и обучения технологиям по переработке отходов. Мы надеемся, что благодаря образованию, одному из наших ключевых столпов корпоративной социальной ответственности, появится больше осведомленности об проблемах окружающей среды»
Чтобы создать резиновые аэрогели, переработанные волокна автомобильных шин сначала перерабатывают в более тонкие волокна. Эти тонкие резиновые волокна затем замачивают в воде и очень небольшом количестве химических сшивающих агентов. Затем смесь резиновых волокон и экологически чистых растворителей равномерно диспергируют с помощью мешалки в течение 20 минут. Затем однородный суспензионный гель сушат вымораживанием при температуре минус 50 градусов по Цельсию в течение 12 часов, чтобы получить резиновые аэрогели.
Профессор Дуонг сказал: «Процесс изготовления прост, рентабелен и экологичен. Весь процесс производства занимает от 12 до 13 часов, а изготовление листа аэрогеля из каучука, стоимость которого составляет $1, составляет всего менее $10 на м2 и толщиной 1 см. Этот процесс также можно легко масштабировать для массового производства. Это делает резиновые аэрогели коммерчески привлекательным продуктом».
Высокопористый: это делает резиновые аэрогели хорошими абсорбентами для удаления разлитого масла. Их абсорбирующая способность в два раза больше, чем у обычных абсорбентов, таких как полипропиленовый коврик.
Отличное звукопоглощение: резиновые аэрогели на 27 % эффективнее, чем коммерческий пенный поглотитель такой же толщины.
Отличная теплоизоляция: резиновые аэрогели обладают высокой термостойкостью. Кусок резинового аэрогеля толщиной один дюйм (2,54 см) имеет свойства теплопередачи, эквивалентные 25 стандартным оконным стеклам.
Высокая долговечность: большинство аэрогелей чрезвычайно хрупкие и рыхлые (т.е. имеют тенденцию к дроблению и растрескиванию), но резиновые аэрогели могут вернуться к своей первоначальной форме после сжатия. Это уникальное свойство делает их пригодными в качестве изоляционного материала для промышленных целей, таких как подводные системы, нефтеперерабатывающие заводы и промышленные здания, а также в дома, холодильники, а также одежда, такая как куртки и стельки для обуви.
При покрытии химическим веществом, называемым метокситриметилсиланом, каучуковые аэрогели становятся чрезвычайно водоотталкивающими, и их можно использовать для предотвращения коррозии или повреждения изоляционного оборудования влагой.
«Потенциальные рынки аэрогелей огромны. Например, обесшумливание транспортных средств и их теплоизоляция – к 2022 году ожидается, что мировой рынок автомобильных тепло- и звукоизоляционных решений достигнет $ 3,2 миллиарда. Кроме того, мировой рынок по ликвидации разливов нефти может достигнуть к 2025 году $ 182,7 миллиарда», – добавил профессор Нхан Фан-Тиен, старший научный сотрудник.
Профессор Дуонг, профессор Нхан и их команда с нетерпением ждут реализации положительного воздействия аэрогелей на окружающую среду, работая с Mapletree и отраслевыми партнерами для коммерциализации и расширения этой новой технологии. Благодаря щедрому вкладу Mapletree команда NUS сможет проводить дальнейшие исследования для улучшения характеристик резиновых аэрогелей, исследовать другие области применения, а также использовать другие виды отходов для превращения в аэрогели.
https://econet.ru/articles/issledovateli-razrabotali-pervye-v-mire-aerogeli-iz-staryh-shin
25.03.2020