Группа исследователей из Французского национального центра научных исследований (CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique) разработала стратегию, позволяющую превратить практически любое использованное изделие из силиконового полимера обратно в хлорсиланы, которые можно легко очистить путем дистилляции и повторно использовать для производства новых силиконов.
«Качество хлорсиланов, которые мы производим, не уступает тому, что достигается в промышленности. Вы сохраняете свойства снова и снова, так что это бесконечная переработка», — говорит Жан Рейно (Jean Raynaud), один из ведущих исследователей проекта.
Набор кухонных принадлежностей из силиконаИзображение: Arizon
Реакция дает высокие выходы при относительно низких температурах и работает на «огромном разнообразии» силиконовых полимеров, включая отходы потребления и промышленные отходы, говорит Винсент Монтейл, другой соруководитель проекта. Она работает даже на сильно сшитых силиконах, обычно используемых в выпечке, с которыми другие методы химической переработки не справляются.
Главным недостатком технологии является то, что реакция использует большое количество токсичного, едкого трихлорида бора для поставки необходимых атомов хлора. Рейно говорит, что группа пробовала другие источники хлора, но без особого успеха — не так много других элементов могут конкурировать с кремнием с точки зрения желания образовывать связи с кислородом. Исследователи также использовали хлорид галлия в качестве катализатора, чтобы помочь разорвать связи кремний-кислород в полимерной цепи и перемещать атомы хлора и кислорода.
Реакция лучше всего работает в дихлорметане, но исследователи обнаружили, что она также протекает в более безопасных растворителях, таких как толуол и гептан, хотя и немного медленнее. В качестве побочного продукта получается триоксид бора, который можно использовать для производства боросиликатного стекла или нового BCl3.
Силиконы в огромном количестве используются для приготовления продуктов, а также в качестве кухонной утвари, для косметики, медицинских приборов, смазочных материалов, в качестве герметиков и многое другое. Они ценятся за свою гибкость, низкую токсичность и термостойкость, однако очень энергоемки и углеродоемки в производстве.
Более 70% углеродного следа силикона приходится на процессы превращения кварца в элементарный кремний и кремния в полимеризуемые хлорсиланы. Поэтому наличие способа регенерации хлорсиланов из отработанного силикона может сэкономить энергию и сократить выбросы.