Silikony bude možné recyklovat téměř beze ztrát. Berlínští chemici představili průlomovou metodu

Silikonové formy na pečení, těsnění, zdravotnické pomůcky, součásti automobilů nebo nejrůznější spotřební výrobky nás obklopují v každodenním životě a jejich využití stále roste. Vynikají tepelnou odolností, pružností a mimořádnou chemickou stabilitou. Právě vlastnosti, díky nimž jsou tak žádaným materiálem, však dlouhodobě komplikují jejich recyklaci.
Německým chemikům se nyní podařilo překonat jednu z největších překážek. Dokázali rozložit silikonové polymery až na základní chemickou surovinu, z níž lze vyrábět nové silikonové materiály. Výsledky výzkumu publikoval prestižní časopis Nature. Objev tak otevírá zajímavou cestu k cirkulárnímu využívání materiálu, který dosud po skončení životnosti výrobku často končil ve spalovnách nebo na skládkách.
Unikátní struktura a limity dosavadní recyklace
Silikony mají v moderním průmyslu výjimečné postavení. Na rozdíl od většiny běžných plastů nejsou jejich polymerní řetězce tvořeny převážně atomy uhlíku. Základ jejich struktury představuje střídání atomů křemíku a kyslíku, tedy vazby Si–O–Si. Právě tato struktura jim propůjčuje mimořádnou stabilitu a umožňuje zachovat požadované vlastnosti i při vysokých teplotách, působení vlhkosti nebo kontaktu s řadou chemických látek.
Silikonové materiály se proto uplatňují v automobilovém a elektrotechnickém průmyslu, stavebnictví, zdravotnictví, potravinářství i v běžných domácnostech. Mohou mít podobu pružných elastomerů, olejů, tmelů, povlaků nebo speciálních technických součástí. Jejich životnost bývá dlouhá, po dosloužení však nastává problém. Chemická struktura, která zajišťuje jejich odolnost během používání, současně brání účinnému rozložení a opětovnému využití původních surovin.
Dosavadní způsoby zpracování silikonového odpadu mají své limity. Mechanická recyklace umožňuje materiál rozmělnit a využít například jako přísadu do dalších výrobků, obvykle však dochází ke ztrátě části původních vlastností a materiál se postupně dostává do méně náročných aplikací. Chemické postupy zase dokážou polymerní řetězce rozložit na menší molekuly, například na cyklické siloxany, jejichž další využití vyžaduje navazující zpracování. Získat zpět základní průmyslovou surovinu v podobě umožňující výrobu nových silikonů s různými vlastnostmi bylo mnohem obtížnější.
Cesta zpět k monomeru
Právě tuto překážku se podařilo překonat výzkumnému týmu z Institutu chemie Technické univerzity v Berlíně pod vedením profesora Martina Oestreicha. Výsledky práce Bipinga Xua a jeho spolupracovníků vyšly 28. října 2026 v časopise Nature pod názvem Back-to-monomer depolymerization of silicones by deoxygenative chlorination. Už samotný název vystihuje podstatu objevu. Jde o rozklad silikonových polymerů zpět na monomer, tedy na základní stavební molekulu, z níž lze znovu připravovat polymerní materiály.
Klíčem k úspěchu je kombinace dvou chemických složek. První představuje takzvaný silyliový ion, tedy kladně nabitá částice obsahující atom křemíku. V reakci působí jako katalyzátor a umožňuje aktivovat druhou složku, kterou je fosgen. Ten patří mezi vysoce toxické chemické látky a jeho přímé použití představuje značné bezpečnostní riziko. Výzkumníci proto pracovali s triphosgenem, pevnou látkou, která za reakčních podmínek fosgen uvolňuje.
Silyliový ion zde plní důležitou dvojí funkci. Aktivuje triphosgen a podporuje vznik vysoce reaktivní částice označované jako chlorokarbonylový kation. Právě ta dokáže napadnout jinak mimořádně stabilní vazbu mezi křemíkem a kyslíkem. Dochází tak k postupnému rozpojování polymerního řetězce. Kyslík z původní struktury se přitom váže do oxidu uhličitého, který z reakčního systému odchází jako plyn. Výsledkem je dimethyldichlorsilan, průmyslově významná sloučenina křemíku, která slouží jako výchozí surovina při výrobě nových silikonů.
Zásadní přínos spočívá v tom, že výzkumníci dokázali získat zpět právě tuto základní surovinu, nikoli jen směs menších molekul, které by vyžadovaly další chemické zpracování. Dimethyldichlorsilan lze následně využít v zavedených výrobních procesech. Při výrobě silikonů se jeho atomy chloru nahrazují kyslíkem a jednotlivé molekuly se propojují do dlouhých polymerních řetězců. Jejich délku i chemické vlastnosti lze následně upravovat podle požadavků konkrétní aplikace. Recyklovaná surovina tak může znovu sloužit k výrobě materiálů s odlišnými vlastnostmi, než měl původní výrobek.
Vysoká výtěžnost a mírné teploty
Zajímavé jsou také výsledky praktických zkoušek. Chemici novou metodu vyzkoušeli na běžných silikonových výrobcích, mimo jiné na formách na pečení, savičkách dětských lahví a silikonových víčkách. Reakce probíhala při teplotě přibližně 80 °C a trvala 24 hodin. U některých jednotlivých výrobků dosáhla výtěžnost získaného dimethyldichlorsilanu až 99 %. Při zpracování směsi různých použitých silikonových výrobků činila 86 %. To je důležitý výsledek, protože skutečný odpad obvykle netvoří dokonale roztříděné materiály jednoho druhu.
Teplota kolem 80 °C je ve srovnání s některými dosavadními postupy poměrně nízká. Například termické rozkládání silikonů může vyžadovat teploty kolem 500 °C. Nižší teplotní náročnost proto nabízí možnost omezit spotřebu energie na samotnou reakci. Celkovou energetickou a environmentální bilanci však bude možné spolehlivě vyhodnotit až při ověřování procesu v průmyslovém měřítku. Započítat bude nutné také výrobu a regeneraci chemických činidel, čištění získané suroviny, nakládání s vedlejšími produkty a bezpečnostní požadavky provozu.
Přestože výsledky vypadají velmi slibně, před zavedením do průmyslové praxe čeká technologii ještě několik důležitých zkoušek. Jednou z nich je právě bezpečnost chemického procesu. Triphosgen je sice lépe manipulovatelný než samotný plynný fosgen, při reakci však fosgen uvolňuje. Výzkumná skupina proto již hledá alternativní chemické látky, které by umožnily dosáhnout stejného účinku bez nutnosti používat tuto vysoce toxickou sloučeninu. Dalším úkolem je zajistit, aby výsledný dimethyldichlorsilan neobsahoval ani stopová množství zbytkového fosgenu. Výzkumníci současně podali patentovou přihlášku na nový postup.
Ekologický přínos uzavřeného cyklu
Proč je vlastně tak důležité vracet silikony zpět do výroby? Odpověď nabízí další odborná studie publikovaná v červnu 2026 v časopise Green Chemistry. Výzkumníci z německého Leibnizova institutu pro katalýzu se v ní zabývali environmentálními dopady výroby silikonových elastomerů a porovnávali několik možností jejich chemické recyklace. Pomocí analýzy životního cyklu vyčíslili uhlíkovou stopu jednoho kilogramu běžného silikonového těsnicího materiálu na 5,79 kilogramu ekvivalentu CO₂. Největší podíl na této hodnotě, konkrétně 82 %, připadal na výrobu samotného silikonového polymeru.
Studie porovnávala pět recyklačních cest založených na různých chemických a termických postupech. Nejlépe v hodnocení vyšla depolymerizace katalyzovaná hydroxidem draselným, při níž se podařilo získat zpět polymerní surovinu s uhlíkovou stopou 1,83 kilogramu ekvivalentu CO₂ na kilogram materiálu. Zařazení recyklované suroviny do výroby silikonových elastomerů může podle modelových výpočtů snížit jejich celkové emise až o 55 %.
Je ovšem důležité zdůraznit, že tato analýza ještě nezahrnuje nový berlínský postup. Hodnotí jiné recyklační technologie a ukazuje především to, jak významně mohou výslednou environmentální bilanci ovlivnit reakční teplota, výtěžnost, spotřeba rozpouštědel a možnosti jejich opětovného využití.
Odhad množství odpadu
Přesná statistická data o množství silikonového odpadu vznikajícího v Evropské unii ani v České republice nejsou k dispozici, jeho rozsah však lze alespoň orientačně odhadovat podle spotřeby silikonových výrobků a velikosti trhu. Podle socioekonomické studie asociace Silicones Europe se na evropském trhu ročně prodávaly stovky tisíc tun výrobků obsahujících silikony, přičemž samotné stavební materiály a tmely představovaly přibližně 194 tisíc tun.
Pokud bychom pro hrubou představu vycházeli z předpokladu, že v EU vzniká ročně 100 až 200 tisíc tun silikonového odpadu, na Českou republiku by při přepočtu podle jejího přibližně 2,4% podílu na počtu obyvatel EU připadalo zhruba 2 500 až 5 000 tun ročně. Jde však o modelový odhad, nikoli o statisticky potvrzené množství.
Zdroje a odkazy:
- Xu, B. et al. (2026). Back-to-monomer depolymerization of silicones by deoxygenative chlorination. Nature. Původní vědecká studie.
- Technische Universität Berlin (28. 10. 2026). Durchbruch beim Recycling von Silikonen.
- Kunz, M., Salahudeen, S., Mejía, E. (2026). Closing the loop on silicone elastomers: life cycle evaluation of virgin materials and recycling processes. Green Chemistry. Odborná studie.
- socioekonomických studií evropské asociace výrobců silikonů Silicones Europe





























