Производство автомобильных шин никак невозможно назвать экологически чистым. Основным сырьём для покрышек является синтетический каучук, получение которого связано с переработкой нефти. Но сейчас учёные нашли способ использовать в качестве ключевого компонента шин вещество растительного происхождения, которое, как сообщается, никак не воздействует на внешний вид и характеристики резины.

———————-<cut>———————-

Основной элемент природного каучука – изопрен. На основе его полимера получают и одинешенек из видов синтетического каучука. Именно на модернизации этого процесса и сосредоточилась команда исследователей во главе с Полом Дауэнхауэром (Paul Dauenhauer) из Университета Миннесоты.
Одним из основных промышленных способов получения изопрена является крекинг – высокотемпературная переработка нефти, в ходе которой происходит разрыв углеродных связей в углеводородах и образуется масса соединений с более низкой молекулярной массой, другими словами, более коротких. Затем следует процесс выделения и очищения фрагментов, после чего изопрен полимеризуют, то кушать выстраивают в длинные цепи. В дальнейшем для получения резины полимер претерпевает ещё один классический процесс – вулканизизацию (буквально сшивку долгих нитей поперёк мостиками из атомов серы). Из итогового материала изготавливают автомобильные покрышки и многое другое.
Возможность ухода от переработки нефти в сторонку использования какой-либо биомассы не даёт покоя производителям шин на протяжении нескольких последних лет. Изопрен неоднократно пытались получить немало чистым путём из природных источников, таких как растительные сахара. Но разработанные методы были недостаточно хороши, чтобы ублаготворить огромную потребность мировой промышленности в каучуке.
Новая технология снова берёт за основу сахарА, полученные из травы, деревьев и кукурузы. Исследователи предложили использовать гибридный трёхступенчатый процесс, сочетающий в себе обработку биомассы с поддержкой ферментов, производимых микроорганизмами и каталитическую переработку, похожую на аналогичную стадию при использовании нефти в качестве сырья.

Первым шагом является микробная ферментация сахаров, полученных из биомассы, до так именуемой итаконовой кислоты. На втором этапе она вступает в реакцию с водородом для образования следующего химического соединения с труднопроизносимым названием метилтетрагидрофуран (метил-ТГФ). Секретом эффективности этой стадии сделалось использование уникального высокоэффективного металлического катализатора.

Но настоящий технологический прорыв был совершён на третьей стадии, которой стала дегидратация метил-ТГФ (отщепление воды) с получением изопрена. Тут в качестве катализаторов были использованы фосфорсодержащие цеолиты, в том числе и недавно разработанный в Университете Миннесоты катализатор под названием P-SPP. Их поступок имеет узкую направленность, а именно обладает 90-процентной селективностью в отношении диенов – соединений, к которым относится и изопрен. Причём на заключительный приходится 70 процентов этого показателя.
“Производительность цеолитных катализаторов была поразительной, — рассказывает Дауэнхауэр в пресс-релизе университета. – Этот новоиспеченный класс твёрдых кислотных катализаторов обладает улучшенной каталитической активностью и является главной причиной тому, что использование возобновляемого сырья для получения изопрена вероятно”.
По результатам разработок исследователи опубликовали статью в журнале ACS Catalysis и оформили патент.
Авторы работы надеются, что их технология может очутиться вполне конкурентоспособной, и возобновляемые легкодоступные биологические источники сырья покажут потенциал для расширения внутреннего производства не только автомобильных шин, но и иных изделий из искусственного каучука.
Впрочем, использование растений для производства каких-либо товаров массового потребления далеко не всегда приводит к неплохим результатам для экологии. Кроме того, их уничтожение грозит миру страшными последствиями.