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大学研究人员正在寻找处理“不可回收”聚合物的方法

作者:liubin | 点击: | 来源:liubin
0307
2020
【青岛塑料展】回收PET和HDPE等容易回收的塑料已经够难的了,但是处理“不可回收”的聚合物又是一个全新的挑战。西储大学和威斯康星大学麦迪逊分校正在为难以回收的聚合物提供解决方案。...

回收PET和HDPE等容易回收的塑料已经够难的了,但是处理“不可回收”的聚合物又是一个全新的挑战。西储大学和威斯康星大学麦迪逊分校正在为难以回收的聚合物提供解决方案。

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威斯康星大学麦迪逊分校的化学和生物工程教授George Huber在该校的新闻刊物中指出,他希望通过热解技术“利用他在生物燃料方面的专长,开展一项新的研究,从而完成塑料回收的循环”。Huber于2008年联合创立了Anellotech,这家公司最近宣布了其Plas-TCat技术的实验室演示,该技术可以将混合塑料废料直接转化为化学品。

最近,Anellotech成功地将一个乐事薯片袋转化为对二甲苯,对二甲苯是用于制造饮料瓶的PET原生料的主要化学物质。该转换还产生了高产率的苯、甲苯和烯烃,用于制造一系列塑料,包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS和聚碳酸酯。

在过去的15年里,Huber主要专注于生物质,领导了将木材废料和其他植物生物质资源转化为可持续液体燃料的工作,这一过程涉及德克萨斯州西尔斯比的一家工厂的热解。受不可回收塑料污染海洋报告的激励,Huber开始研究同样的塑料技术。热解可以将塑料分解成化学原料,然后再回收成燃料,甚至可以在一个可重复多次的过程中用于制造塑料原生料。

在其他聚合物研究中,西储大学的研究人员开发了一种新技术,可以将不可回收的热固性塑料转变成可回收的热固性塑料,并将其再加工成新产品。热固性材料一旦固化,就不能重塑。热固性聚合物设计用于工业、汽车和电气等需要稳定性和耐用性的场合。考虑到热固性聚合物也相当昂贵,回收它们的能力就变得相当重要。

在西储大学领导研发工作的是大学杰出教授、大分子科学与工程领域的Thomas W. and Nancy P. Seitz教授和Ica Manas-Zloczower教授,以及Manas-Zloczower实验室的博士后研究员Liang Yue。

Manas Zloczower和Yue发现了一种新方法,可以将以前坚硬的热固性塑料分解成树脂,就像使用热塑性塑料一样,可以用来制造一种全新的产品。

强大的化学交联分子网络使热固性塑料耐热、耐腐蚀和其他环境因素。然而,同样的力量也使它们更难分解和回收。

Manas-Zloczower和Yue正通过将永久性的、交叉连接的结构转换成动态结构来解决这个问题。动态交联网络可以通过常规方法(如热压成型或注塑成型)进行重塑和再加工,以制造出具有可比性或更好价值的新产品。

2018年,Yue开始在Manas Zloczower的工程实验室案例学院(Case School of Engineering lab)研究这一概念,使用溶剂辅助方法将适当的催化剂扩散到环氧树脂和聚氨酯网络中。他们称这一新工艺为“玻璃化”,因为它能将热固性塑料转化为一种称为玻璃聚合物的新材料,这种材料可以进行改造和再加工。到目前为止,Yue已经在实验室用少量的材料进行了实验。但是他和Manas Zloczower正在与工业合作伙伴讨论使用一种称为“机械化学球磨”的工艺,在不使用溶剂的情况下生产成吨的可重复使用的粉末树脂。

Manas Zloczower说,过去两年的研究部分由国家科学基金会资助,但她和Yue正在与大湖能源研究所和西储大学的技术转让办公室密切合作,以确定潜在的行业合作伙伴、研究资助者,并采取下一步措施,在工业规模上全面测试这一过程。

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