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科学家合作发现一种绿色、低能耗的方法可以分解聚苯乙烯

2021-03-22 16:11:25来源:科技日报

聚苯乙烯是一种广泛用于泡沫包装材料、一次性食品容器、餐具和许多其他应用的塑料。使用这种塑料产生的垃圾无处不在且不可生物降解。据物理学家组织网17日报道,美国能源部艾姆斯实验室和美国克莱姆森大学的科学家合作发现一种绿色、低能耗的方法可以分解聚苯乙烯。相关研究发表于英国皇家化学会期刊《新化学杂志》上。

目前,绝大多数塑料的回收在经济上是不可行的;它们的分类和分解是时间和劳动密集型的,而化学加工和再制造需要大量的能量投入和有毒溶剂。而且,再加工的聚苯乙烯聚合物通常性能较差。

艾姆斯实验室的科学家使用球磨工艺,在没有有害溶剂的室温环境中,一步就能搞定商用聚苯乙烯的分解。球磨是将材料放入带有金属滚珠轴承的研磨瓶中进行搅拌,直到发生所需的化学反应。用于研磨的金属轴承和环境氧起到了辅助催化剂的作用,使单体苯乙烯能够从形成的含低聚自由基物种中提取出来。

研究发现,聚苯乙烯的分解通过一系列的化学反应事件进行,这会产生自由基。研究人员称,自由基的存在直接证明,研磨过程直接导致聚合物链断裂。

报道称,克莱姆森的团队证实,将原来的聚合物全面分解成更小的碎片,即低聚材料,适合进一步被加工成新的增值产品。

“这种方法是一项重大突破,它可以在环境条件下(即比原始材料的热分解温度低约300摄氏度)同时分解聚合物。”艾姆斯实验室高级科学家维克托·巴勒玛表示,“我们认为,这为开发各种塑料的新回收技术提供了令人兴奋的可能性,这将有助于循环经济发展。”

巴勒玛的合作伙伴伊戈尔·卢齐诺夫进一步评论说:“这一发现为从多组分聚合物基体系(如复合材料和层压材料)中低温回收单体开辟了新途径。此外,我们的技术还将允许从含有苯乙烯单元的交联材料中提取单体。”(实习记者 张佳欣)

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