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新型塑料可以重複使用

 
,醫學編輯
最近審查:16.04.2020
 
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04 September 2019, 09:00

美國能源部擁有的勞倫斯·伯克利國家實驗室創建了一種新型的高分子材料。根據設計人員的類型,可以對這種材料進行拆裝,使其具有必要的形狀,密度和色澤,而不會降低質量。將該聚合物稱為聚二酮烯胺,簡稱PDK。

世界範圍內生產的塑料主要不得重複使用。專家們在生產中應用了一種新方法,利用該方法可以考慮產品的分子加工過程。

目前眾所周知且最常見的塑料PET(聚對苯二甲酸乙二酯)僅適合25%的加工。所有剩餘的量都在焚化爐,垃圾掩埋場或土壤和水體中。

塑料通常由長的碳基分子分子組成,這些分子連接在一起形成聚合物。由於其結構,它們具有化學穩定性-也就是說,它們不易腐蝕。為了使該材料適應特定用途,在工廠將其他化學成分添加到其中。例如,為了使塑料更軟或更緻密,添加劑是必需的。隨後,即使採用專門的塑料加工方法,也無法從組合物中除去此類添加劑。

在處理過程中,將具有不同化學成分的材料混合,合併和熔化。重新獲得的塑料的性質幾乎是無法預測的。

塑料回收是世界範圍內的一個巨大問題。現在,到處都有生態系統污染的問題,隨著未使用和生產的塑料數量的持續增長,我們很可能不得不預料情況將會惡化。

事實證明,只需將材料浸入強酸性液體中即可輕鬆除去構成PDK的單體,其中單體和其他組分之間的鍵斷裂。

科學家在將各種酸施加到用於製備粘合劑混合物的玻璃容器中時發現了PDK的這種能力。專家們注意到膠水正在變化。這迫使他們通過核磁共振和光譜法分析塑料,因此發現了單體的獨創性。

進一步的實驗表明,酸性環境會將PDK聚合物裂解為單體,同時將其與其他分子分離。在這種情況下,可以將單體重新轉化為聚合物,加工後將其完全從其他組分中純化出來。專家建議,新型塑料可以成為其他不可回收材料的有前途的類似物。

專家們已經計劃開發具有廣泛熱機械性能的PDK塑料,以供隨後在紡織和3D打印行業中使用。它還計劃用植物和環保材料生產新型塑料。

有關工作的詳細信息,請參見《自然化學》(www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).

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