新工藝將塑料廢料升級改造成更有價值的粘合劑
加州大學(xué)伯克利分校的一個團隊開發(fā)出了一種工藝,可以將塑料廢料變成更有價值的東西--粘合劑。這種基于工程催化劑的轉(zhuǎn)化,其靈感是找到“升級回收”塑料的方法,保持其富含粘著力的特性,并將其投入新的用途。
塑料垃圾是現(xiàn)代世界最大的環(huán)境問題之一,但塑料對回收公司來說卻毫無吸引力。與瓦楞紙板、玻璃或廢金屬不同,塑料很難重復(fù)再利用,如果一定要這樣做會使最終產(chǎn)品的性狀相對較差,也不太容易賣出好價錢。 塑料具有一系列經(jīng)過精心設(shè)計的特性,如柔韌性、均勻性和易于加工的能力,為了使它們不容易受到化學(xué)反應(yīng)的影響,因此,聚乙烯等再生塑料最終往往成為低價值的建筑材料,失去了原有物質(zhì)的許多特性,或者被還原成燃料和潤滑油,這些材料也是低價值的,容易引發(fā)環(huán)境問題,而且壽命很短。 聚乙烯是目前使用最普遍的塑料,全世界每年生產(chǎn)的塑料超過1億噸。它的許多變種被廣泛用于包裝、垃圾袋和雜貨袋、土工膜、農(nóng)業(yè)覆蓋物、玩具和各種家庭用品。 加州大學(xué)伯克利分校有機化學(xué)亨利·拉波波特講座教授約翰·哈特維格和他的團隊開發(fā)了一種工藝,在保留聚乙烯的許多特性的同時,還能回收聚乙烯。通過在聚合物中加入一個羥基(即一個氧原子與一個氫原子結(jié)合),該團隊能夠?qū)⒕垡蚁┳兂梢环N粘附在金屬上的粘合劑,并可以用水性乳膠涂刷--這是低密度聚乙烯(LDPE)所缺乏的功能。 這一轉(zhuǎn)變是通過催化工藝實現(xiàn)的,首先需要開發(fā)一種名為聚氟釕卟啉的工程催化劑,這種催化劑可以在塑料熔化所需的高溫下工作,同時浸入非極性溶劑中。加入少量的酒精可以使產(chǎn)生的粘合劑的粘性提高20倍。 雖然這個過程仍然不經(jīng)濟,但升級再造的聚乙烯對事物的粘附能力使其有可能被用于各種應(yīng)用,例如在人工髖關(guān)節(jié)插座和膝關(guān)節(jié)植入物中,作為金屬線的絕緣材料,或?qū)⑵渌酆衔镎吃谝黄,以制造更耐用的產(chǎn)品,結(jié)合塑料和金屬。 "我們的愿景是把一個沒有價值的塑料袋變成高價值的東西 - 而不是把它扔掉,否則它最終會被填埋。"Hartwig說。"你不能把所有這些回收的塑料--每年生產(chǎn)數(shù)千億磅的聚乙烯--變成一種具有粘性的材料,但如果你把其中的一部分變成高價值的東西,那就可以改變把其余的塑料變成價值較低的東西的經(jīng)濟性。" 該研究發(fā)表在《化學(xué)》雜志上。 |