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大學研究人員正在尋找處理“不可回收”聚合物的方法

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-07-07  瀏覽次數:2586
核心提示:回收PET和HDPE等容易回收的塑料已經夠難的了,但是處理“不可回收”的聚合物又是一個全新的挑戰。西儲大學和威斯康星大學麥迪遜

回收PET和HDPE等容易回收的塑料已經夠難的了,但是處理“不可回收”的聚合物又是一個全新的挑戰。西儲大學和威斯康星大學麥迪遜分校正在為難以回收的聚合物提供解決方案。

大學研究人員正在尋找處理“不可回收”聚合物的方法

威斯康星大學麥迪遜分校的化學和生物工程教授George Huber在該校的新聞刊物中指出,他希望通過熱解技術“利用他在生物燃料方面的專長,開展一項新的研究,從而完成塑料回收的循環”。Huber于2008年聯合創立了Anellotech,這家公司最近宣布了其Plas-TCat技術的實驗室演示,該技術可以將混合塑料廢料直接轉化為化學品。

最近,Anellotech成功地將一個樂事薯片袋轉化為對二甲苯,對二甲苯是用于制造飲料瓶的PET原生料的主要化學物質。該轉換還產生了高產率的苯、甲苯和烯烴,用于制造一系列塑料,包括聚乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS和聚碳酸酯。

在過去的15年里,Huber主要專注于生物質,領導了將木材廢料和其他植物生物質資源轉化為可持續液體燃料的工作,這一過程涉及德克薩斯州西爾斯比的一家工廠的熱解。受不可回收塑料污染海洋報告的激勵,Huber開始研究同樣的塑料技術。熱解可以將塑料分解成化學原料,然后再回收成燃料,甚至可以在一個可重復多次的過程中用于制造塑料原生料。

在其他聚合物研究中,西儲大學的研究人員開發了一種新技術,可以將不可回收的熱固性塑料轉變成可回收的熱固性塑料,并將其再加工成新產品。熱固性材料一旦固化,就不能重塑。熱固性聚合物設計用于工業、汽車和電氣等需要穩定性和耐用性的場合。考慮到熱固性聚合物也相當昂貴,回收它們的能力就變得相當重要。

在西儲大學領導研發工作的是大學杰出教授、大分子科學與工程領域的Thomas W. and Nancy P. Seitz教授和Ica Manas-Zloczower教授,以及Manas-Zloczower實驗室的博士后研究員Liang Yue。

Manas Zloczower和Yue發現了一種新方法,可以將以前堅硬的熱固性塑料分解成樹脂,就像使用熱塑性塑料一樣,可以用來制造一種全新的產品。

強大的化學交聯分子網絡使熱固性塑料耐熱、耐腐蝕和其他環境因素。然而,同樣的力量也使它們更難分解和回收。

Manas-Zloczower和Yue正通過將永久性的、交叉連接的結構轉換成動態結構來解決這個問題。動態交聯網絡可以通過常規方法(如熱壓成型或注塑成型)進行重塑和再加工,以制造出具有可比性或更好價值的新產品。

2018年,Yue開始在Manas Zloczower的工程實驗室案例學院(Case School of Engineering lab)研究這一概念,使用溶劑輔助方法將適當的催化劑擴散到環氧樹脂和聚氨酯網絡中。他們稱這一新工藝為“玻璃化”,因為它能將熱固性塑料轉化為一種稱為玻璃聚合物的新材料,這種材料可以進行改造和再加工。到目前為止,Yue已經在實驗室用少量的材料進行了實驗。但是他和Manas Zloczower正在與工業合作伙伴討論使用一種稱為“機械化學球磨”的工藝,在不使用溶劑的情況下生產成噸的可重復使用的粉末樹脂。

Manas Zloczower說,過去兩年的研究部分由國家科學基金會資助,但她和Yue正在與大湖能源研究所和西儲大學的技術轉讓辦公室密切合作,以確定潛在的行業合作伙伴、研究資助者,并采取下一步措施,在工業規模上全面測試這一過程。

 
 
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