Ảnh minh họa: AI

Nhóm nghiên cứu do Guoliang Liu tại Đại học Virginia Tech dẫn dắt vừa phát triển quy trình biến polyvinyl clorua (PVC) thành polyalphaolefin (PAO), một thành phần quan trọng trong nhiều loại chất bôi trơn tổng hợp, trong đó có dầu nhớt dùng cho động cơ ô tô và máy bay. Công trình được công bố trên tạp chí khoa học Nature.

PVC được sử dụng rộng rãi để sản xuất ống nước, khung cửa sổ, thẻ tín dụng và nhiều sản phẩm khác. Tuy nhiên, việc tái chế loại nhựa này gặp nhiều khó khăn do chứa clo và nhiều loại phụ gia hóa học. Vì vậy, một lượng lớn PVC sau khi thải bỏ được đưa đến các bãi chôn lấp, làm gia tăng áp lực đối với môi trường.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tìm cách biến phế liệu PVC thành nguyên liệu để sản xuất chất bôi trơn. Nhóm ngâm PVC trong dung môi, kết hợp nhôm triclorua và alpha-olefin, sau đó gia nhiệt hỗn hợp ở 158 độ F (khoảng 70 độ C) trong 3 giờ. Quá trình này giúp bẻ gãy các chuỗi polymer ban đầu thành những phân tử ngắn hơn, tạo ra một lớp dầu nhớt đậm đặc.

Kết quả thử nghiệm cho thấy sản phẩm có tiềm năng được sử dụng làm chất bôi trơn hiệu năng cao. Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp không chỉ tận dụng nguồn phế liệu PVC khó tái chế mà còn tạo ra sản phẩm đáp ứng các yêu cầu về tính bền vững.

Để đánh giá chất lượng dầu thu được, nhóm nghiên cứu phối hợp với các chuyên gia tại Đại học Texas A&M và Viện Công nghệ California (Caltech). Trong khi đó, các nhà khoa học tại Virginia Tech tiến hành mô hình hóa quy trình nhằm đánh giá khả năng mở rộng sản xuất trong tương lai.

Sản phẩm có tiềm năng ứng dụng trong nhiều loại thiết bị, từ máy cắt cỏ dân dụng đến động cơ phản lực. Kết quả này cho thấy PVC sau khi thải bỏ có thể được chuyển hóa thành nguyên liệu cho những sản phẩm có giá trị sử dụng cao hơn, thay vì chỉ trở thành chất thải cần xử lý.

Guoliang Liu cho biết mục tiêu tiếp theo của nhóm là tiếp tục nâng cao tính bền vững của quy trình và khả năng đưa sản phẩm tiếp cận thị trường toàn cầu. Nếu có thể mở rộng lên quy mô công nghiệp, công nghệ này sẽ bổ sung một hướng tái chế nâng cấp đối với PVC, đồng thời tạo thêm nguồn nguyên liệu cho sản xuất dầu bôi trơn tổng hợp.