Naukowcy z Politechniki Łódzkiej opracowali kopolimery siarkowo-organiczne, które mogą zostać wykorzystane do wytwarzania bardziej wytrzymałych siarkobetonów czy asfaltów odpornych na koleinowanie. Zmodyfikowane betony umożliwią utylizację odpadów radioaktywnych i są odporne na działanie mikroorganizmów.
- Materiały te można stosować samodzielne jako tanie tworzywa polimerowe, jak również można je wprowadzać jako modyfikatory np. do bitumów, asfaltów, kauczuków czy betonu – powiedział PAP szef zespołu projektowego prof. Dariusz M. Bieliński, prodziekan Wydziału Chemicznego PŁ ds. nauki i innowacji. Zdaniem naukowca opracowana technologia pozwoli m.in. lepiej wykorzystać polskie złoża siarki.
Polimeryzacja siarki
Siarka w odpowiednio wysokiej temperaturze (159 st. C) ulega samorzutnej polimeryzacji, jednak tego typu struktury polimerowe są nietrwałe energetycznie i relatywnie szybko rekrystalizują, pogarszając swoje właściwości mechaniczne. Aby utrwalić strukturę polimeryczną siarki, można zastosować dodatek nienasyconych związków organicznych, które stabilizują powstający kopolimer.
Naukowcy wykorzystali substancje naturalne oraz otrzymane z recyklingu
W ramach projektu naukowcy z PŁ do syntezy kopolimerów siarkowo-organicznych, obok najczęściej używanego dicyklopentadienu (DCPD), wykorzystali substancje odnawialne pochodzenia naturalnego: terpentynę, furfural, alkohol furfurylowy oraz otrzymane z recyklingu materiałowego: olej z pirolizy odpadów gumowych i poliolefin. Do betonów polimerowych z udziałem kopolimerów siarkowych, jako lepiszcza, wprowadzano również odpady przemysłowe, tj. fosfogipsy, popioły i żużle z elektrociepłowni.
- Proces polega na tym, że syntezujemy kopolimery siarkowe, czyli takie materiały, które pozwalają siarce zachowywać się stabilnie. Ona nie wykwita na powierzchnie materiału i posiada trwałe właściwości mechaniczne. Kopolimery siarkowo-organiczne zastosowane jako lepiszcze w siarkobetonach pozwalają na otrzymanie betonów specjalnych, odpornych na działanie mikroorganizmów, np. grzybów, mchów, porostów - wyjaśnił.
Kopolimery siarkowo-organiczne wprowadzone jako modyfikatory do różnego rodzaju lepików, mas bitumicznych czy asfaltów mają poprawić ich stabilność termiczną i odporność na odkształcenie trwałe. - Mają one tę przewagę nad siarkową modyfikacją asfaltu, że modyfikator nie wykwita na powierzchnię, nie wydziela nieprzyjemnego zapachu podczas procesów jej nakładania i ułatwia klejenie. Co więcej, zastosowanie kopolimerów siarkowych do modyfikacji asfaltu, z uwagi na potwierdzony wynikami badań fakt sieciowania polimerów i bitumów zawartych w asfaltach, spowoduje, że zmodyfikowane w ten sposób asfalty będą bardziej odporne na koleinowanie - podkreślił naukowiec.
Schrony z siarkobetonu do składowania odpadów radioaktywnych
Badania przeprowadzone na Politechnice Łódzkiej wykazały także, że siarkobetony stwarzają możliwości utylizacji niebezpiecznych odpadów radioaktywnych. - To zostało przebadane w laboratorium w Instytucie Techniki Radiacyjnej. Odpady radioaktywne, które będą pochodziły z elektrowni jądrowych, będzie można bezpiecznie składować w schronach z siarkobetonu, bowiem radionuklidy nie będą się uwalniać z takich zabezpieczeń - podkreślił naukowiec.
Łódzcy badacze zakończyli pierwszy etap projektu, który polegał na opracowaniu kopolimerów i produktów z ich udziałem. Niektóre rozwiązania zostały zgłoszone do opatentowania. Obecnie starają się o dofinansowanie z NCBiR oraz NFOŚiGW na opracowanie technologii produkcji przemysłowej siarkobetonów. - Mamy ją opracowaną w skali laboratoryjnej i będziemy starać się o uruchomienie produkcji tych materiałów już w dużej, przemysłowej skali - zapowiedział prof. Bieliński. Jego zdaniem po uzyskaniu finansowego wsparcia, produkcja na skalę przemysłową mogłaby ruszyć w ciągu dwóch lat. (PAP)
