Химики получили основу синтетических смазочных материалов из отходов ПВХ — 31 августа 2026 г. в 09:00:05.244
Химики получили основу синтетических смазочных материалов из отходов ПВХ Поливинилхлорид преобразовали в полиальфаолефины при 70 °C. Метод испытали на трубах, пластиковых картах, перчатках и игрушках Международная группа химиков разработала метод переработки отходов поливинилхлорида в полиальфаолефины — углеводородные соединения, используемые как основа синтетических смазочных материалов. Реакция проходит при температуре 70 °C, а вязкость получаемого продукта регулируется условиями синтеза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature . Работу провела группа под руководством профессора химии и химической инженерии Политехнического университета Виргинии Гуоляна Лю. В исследовании также участвовали специалисты Техасского университета A&M и Калифорнийского технологического института. Ведущим автором статьи стал Эрик Мунянеза Нувайо. Поливинилхлорид используют при производстве труб, оконных профилей, напольных покрытий, кабельной изоляции, банковских карт, медицинских изделий и потребительских товаров. По данным авторов исследования, ежегодный мировой выпуск ПВХ составляет около 60 млн тонн. Переработка этого полимера связана с особенностями его состава. ПВХ содержит значительную долю хлора, а свойства готовых изделий формируют с помощью пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей и пигментов. Набор добавок зависит от назначения продукции: жёсткие трубы и гибкие перчатки могут содержать разные вспомогательные компоненты. Разработанный химиками процесс объединяет три реакции: удаление хлора, разрыв полимерных цепей и присоединение альфа-олефинов. ПВХ помещают в растворитель, добавляют хлорид алюминия AlCl₃ и альфа-олефины, после чего нагревают смесь до 70 °C и выдерживают в течение трёх часов. Углеродный каркас ПВХ при этом разделяется на более короткие фрагменты, которые участвуют в формировании новых молекул. Полученные соединения авторы обозначили как vPAO — полиальфаолефины, произведённые из винильного полимера. Полиальфаолефины применяют в качестве базовых масел при изготовлении синтетических моторных, трансмиссионных и промышленных смазочных материалов. На их основе формируют конечный продукт, добавляя противоизносные, моющие, антикоррозионные и другие функциональные компоненты. При традиционном производстве полиальфаолефинов для управления строением молекул могут использоваться металлоценовые катализаторы. В предложенной реакции структурной основой для присоединения альфа-олефинов служит углеродная цепь самого ПВХ, поэтому металлоценовые катализаторы не применяются. Характеристики продукта регулировали количеством хлорида алюминия и длиной цепей альфа-олефинов. Полученные образцы различались по молекулярной массе и вязкости. Кинематическая вязкость при 100 °C составляла от 14,9 до 26,3 мм²/с, или сантистокса. Индекс вязкости достигал 130. Этот показатель характеризует устойчивость вязкости масла к изменению температуры. Коэффициент трения во время испытаний находился в диапазоне от 0,08 до 0,15. Трибологические испытания полученных образцов проводили специалисты Техасского университета A&M. Исследователи Калифорнийского технологического института выполнили расчёты, описывающие химические процессы при преобразовании ПВХ. Метод проверили как на лабораторном полимере, так и на отходах готовой продукции. Сырьём стали фрагменты труб, пластиковых карт, перчаток и игрушек. Эксперименты подтвердили образование полиальфаолефинов из ПВХ-изделий с разным составом и набором добавок. В ходе реакции из полимерной цепи удаляется хлор. По данным дополнительных материалов к статье, его остаточное содержание в полученных полиальфаолефинах составляло менее 100 частей на миллион, а степень удаления превышала 99,98%. В экспериментах использовали несколько реакционных сред, включая дихлорметан и углеводородные растворители. После завершения реакции масляный продукт отделяли от растворителя и очищали для последующего определения состава и эксплуатационных характеристик.