Красноярские ученые разработали новый биоразлагаемый пластик на основе полистирола и органического соединения — альфа-ангеликалактона. Он полностью разлагается в лесной почве за семь месяцев. Новый полимер может стать экологичной альтернативой обычно используемым полистироловым пластикам. Результаты исследования опубликованы в Журнале Сибирского федерального университета. Химия.
Полистирол — один из видов пластиков, наиболее часто попадающих в окружающую среду в виде отходов. Он используется в упаковке, столовых приборах, одноразовой посуде, изоляции и других бытовых и промышленных изделиях. Высокие темпы роста производства и потребления упаковочных полимерных материалов создают экологические проблемы, приводящие к негативным последствиям для окружающей среды и здоровья человека. Полистирол, как и другие пластиковые материалы, долго разлагается и может оказывать негативное влияние на экосистемы. Проблему загрязнения окружающей среды такими отходами можно решить путем производства биоразлагаемого полистирола.
Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева разработали биоразлагаемый полимер на основе полистирола, модифицированного альфа-ангеликалактоном, который способен полностью разрушиться за семь месяцев при компостировании в серой лесной почве. При этом новый сополимер обладает свойствами, аналогичными обычному полистиролу. Разработанный материал можно использовать для производства упаковочных изделий, тары, в качестве утеплителя в строительстве и других областях промышленности.
Способность быстро разлагаться у разработанного материала была достигнута за счет добавления в структуру полистирола органического соединения — альфа-ангеликалактона. Это природное соединение, которое встречается в растениях. Альфа-ангеликалактон получают из возобновляемого сырья: фруктозы, целлюлозы и других углеводов.
Биоразлагаемый полимер расщепляется микроорганизмами: бактериями и грибами и служит для них источником углерода. В процессе компостирования сополимеров в лесной почве на поверхности полимера наблюдалась активность почвенных микроорганизмов. Под действием этих микроорганизмов образцы модифицированного полистирола механически разрушались. В результате все образцы разработанного полимера полностью разрушились за семь месяцев.
«Мы разработали новый биоразлагаемый полимер. Результаты показывают, что модификация полистирола α-ангеликалактоном не ухудшила механические свойства сополимеров и придала им способность к биодеградации. Продукты такой биодеградации нетоксичны», — рассказал Константин Кайгородов, младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.