近日 ,美国加(jiā)州大学(xué)伯克(kè)利(lì)分校的科研人员发明了一种新化学工艺,可将废弃塑料袋(主要成分为(wéi)聚(jù)乙烯PE)回(huí)收处理后,转化为更有价(jià)值(zhí)的粘合剂,实现聚乙烯(xī)的升级回收。
据介(jiè)绍,加州大学伯克利分校(UC Berkeley)有机(jī)化学教授、研究小组组长John Hartwig和他的同事们利用一种基(jī)于钌(中间是金球)的催化剂(jì),向聚乙烯聚合物链中添加特定的化学基团(tuán)(在本(běn)例中为OH(红色)),从而形成一种氧化聚(jù)乙烯。它(tā)可(kě)牢固地附(fù)着在金属上,并保留了聚乙烯独特的塑料特(tè)性。
研究人员Katerina Malollari做了11次尝试都难以将水性乳胶漆与氧化聚乙(yǐ)烯(Ox-LDPE)分离(lí),而此前乳胶漆基本都难以粘附在普通塑料上。
“聚乙烯链上通常有2000到10000个碳原(yuán)子,每一个碳原子上都有两个氢原子——实际上,它是一个由叫做亚甲基的CH2基团组成的海洋。我们查阅了文献,寻找(zhǎo)我们(men)能找到的亚(yà)甲基位置官能化的活跃催化剂。” Hartwig教授说。
考虑到固体回收塑料需进行熔化处理,这就(jiù)要求用于聚乙烯回(huí)收改性的催化剂能够在高温及非极性溶剂中工作,以便与非极性聚乙烯混合。
Hartwig和博士后助理Liye Chen研究了一种钌基催化(huà)剂(多氟钌卟啉),该催化剂(jì)能够满足这些要(yào)求,并(bìng)且能够向聚合物链中添加OH基团,而(ér)不会使高活性的羟基使聚合物链断裂。
研究人员(yuán)发现,催化作用使不(bú)到10%的聚合物发生化(huà)学变化,但却大大增强了其粘附在其他表(biǎo)面的能力。而聚乙烯粘合性的(de)提升,应用潜(qián)力也不小(xiǎo)——比如,人工髋关节和膝关节植入物通常将聚乙烯与金属部(bù)件结合在一起,聚乙烯粘合性的改(gǎi)进可以使其更好(hǎo)地粘附在(zài)金(jīn)属(shǔ)上。功能(néng)化聚乙烯可用于(yú)电线涂层,提供将其他(tā)聚合物粘(zhān)在(zài)一起的胶水(例如牛奶盒),或制(zhì)造更耐用的塑料和金属复合材料,如玩具等。
Hartwig教授(shòu)表(biǎo)示目前这一工艺在(zài)工业(yè)上还不够经济,但(dàn)可进行改(gǎi)进(jìn)。这一研发还意味着(zhe),其他催(cuī)化剂可以与其他类型的塑料(如回收塑料瓶中(zhōng)的聚丙烯)协同工作(zuò),生产出具(jù)有经济吸引(yǐn)力的高价(jià)值产品。
资料来源:中(zhōng)塑在线(xiàn)、雅氏橡塑(sù)网
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