虽然回收塑料在许多城市中很常见,但事实是目前的塑料材料通常只可回收20%至30%,焚烧炉和垃圾填埋场中的剩余塑料缠绕,其中富含碳的材料慢慢分解。现在,美国能源部的研究人员(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)设计了一种可回收的塑料,其组成部分可以在分子水平上拆解。更重要的是,塑料部件可以再循环到各种形状,纹理和颜色,而不会牺牲性能特性。
塑料材料称为聚(二酮胺),或PDK,并在期刊中报道自然化学。
“大多数塑料从未被回收,”博伊特·克里斯滕森,博士·研究员毕业伯克利实验室的分子铸造。“但是我们已经发现了一种组装塑料的新方法,这些塑料从分子角度考虑考虑到回收。”
Christensen是由团队领导的团队的一部分布雷特赫尔姆斯是伯克利实验室分子铸造厂的员工科学家。另一位研究人员包括Angelique Scheuann(随后UC Berkeley)和Kathryn Loeffler(奥斯汀的德克萨斯大学)。从历史上看,大多数塑料不得不添加化学品,给予他们所需的性能以获得所需的性能。这包括增加强度和耐用性的填料,或增加灵活性的增塑剂。这种化学品紧紧地与塑料的单体结合,并在再循环后仍然存在。
当塑料在回收过程中进行加工时,化学成分的大声覆盖在一起并将其变成在一起。随后的塑料材料的重整不一定产生已知或所知的属性的组合。物业可能与原始塑料有很大差异。结果,传统的塑料难以作为“圆形”材料再循环,其原始单体可以回收用于重复再利用,或形成更高质量的材料。
“循环塑料和塑料升级是大挑战,”赫尔姆斯说。“我们已经看到了塑料废物泄漏到水生生态系统的影响,并且这种趋势可能会加剧被制造的塑料量增加,并且在我们的市政回收基础设施上的下游压力。”
一次一个塑料单体
为了防止垃圾填埋场中的塑料积累,研究人员们正在投注由PDK形成的聚合物可以有效地回收和再循环,只需将材料扣留成高度酸性溶液。酸将单体之间的键分离并将化学添加剂与其性质分离。“我们对将塑料生命周期从线性重定向到圆形的化学物质感兴趣,”Helms说。“我们看到有机会对没有回收选择的地方进行影响。”包括粘合剂,手机箱,手表带,鞋,计算机电缆和通过模塑热塑料材料而产生的硬热固性器。
走向圆形塑料
研究人员希望可回收的塑料现在可以取代现在最不可再循环的塑料。“我们正处于一个关键点,我们需要考虑现代化回收设施为未来废物分类和加工所需的基础设施,”Helms说。“如果这些设施旨在回收或Upcycle和相关塑料,那么我们将能够更有效地从垃圾填埋场和海洋中转移塑料。这是开始思考如何设计材料和回收设施来实现圆形塑料的令人兴奋的时刻。“
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