多層塑料材料在食品和醫(yī)療用品包裝中無處不在,這是因?yàn)槎鄬泳酆衔锟少x予塑料薄膜特殊的性能,如耐熱性或水分控制等,但常規(guī)方法很難回收這些多層塑料材料。據(jù)最新一期《科學(xué)進(jìn)展》報道,美國科學(xué)家開創(chuàng)了一種使用溶劑回收多層塑料中聚合物的新方法,該技術(shù)有望大幅減少塑料廢料對地球環(huán)境的污染。
全球每年生產(chǎn)約1億噸多層熱塑性塑料,每種熱塑性塑料由多達(dá)12層不同的聚合物組成。其中總量的40%是制造過程本身產(chǎn)生的廢物,由于無法分離聚合物,幾乎所有熱塑性塑料最終都被送到填埋場或焚化爐中。
通過使用一系列以聚合物溶解性熱力學(xué)計算為指導(dǎo)的溶劑洗滌,美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分?;瘜W(xué)與生物工程學(xué)教授喬治·胡博領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用“溶劑定向回收和沉淀(STRAP)”工藝,對一種普通商用塑料中的聚合物進(jìn)行了分離,分離出的聚合物在化學(xué)特性上類似于用于制造原始塑料薄膜的那些材料,如聚乙烯、乙烯—乙烯醇和聚乙烯二甲酸酯等。
該團(tuán)隊(duì)目前正在使用回收的聚合物來制造新的塑料材料,以證明該工藝將有助提高回收效益。特別是,它可以使多層塑料制造商回收在生產(chǎn)和包裝過程中產(chǎn)生的40%的塑料廢料。
研究團(tuán)隊(duì)還準(zhǔn)備對其他多層塑料展開試驗(yàn),以擴(kuò)展STRAP工藝的使用。隨著多層塑料的復(fù)雜性增加,確定可溶解每種聚合物溶劑的難度也增加。研究人員已著手開發(fā)一種新的計算模型,以計算出目標(biāo)聚合物在不同溫度下在溶劑混合物中的溶解度,從而縮小可溶解聚合物的潛在溶劑的數(shù)量。
研究的最終目標(biāo)是開發(fā)一種計算系統(tǒng),使研究人員能夠找到溶劑組合以循環(huán)利用各種多層塑料。研究團(tuán)隊(duì)還希望了解所用溶劑對環(huán)境的影響,并建立綠色溶劑數(shù)據(jù)庫,使其能更好地平衡各種溶劑系統(tǒng)的功效、成本和環(huán)境影響。
總編輯圈點(diǎn)
塑料,被稱為污染全球的“超級垃圾”。它生命力頑強(qiáng),“長壽”,足跡還遍布全球。雪山之巔,大洋之下,都有塑料的身影。多層熱塑性塑料由多種聚合物組成,但很難將其層層剝開,分別處理,最后只能把塑料成品直接焚燒或者填埋。文中的美國團(tuán)隊(duì)使用一種特殊工藝分離塑料中的聚合物,而且分離出的材料還能制造新的材料。研究者的野心不止如此,他們不僅僅是想開發(fā)分離某種特定塑料制品的溶劑,而是找到一種方法,為不同的塑料提供溶劑分離方案。
關(guān)鍵詞: 塑料
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