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新材料|无限可回收聚合物凸显塑料优异性能

时间:2018-12-22 02:01 作者:秒速时时彩 点击:

  Eugene Chen教授表示,从这项研究中所获得的基础知识极为可贵,形成了研发未来新一代聚合物的设计原则。新型聚合物不仅可以进行化学回收,而且还具有许多优异的实用性能。这种新型的经过改良的聚合物结构解决了第一代材料所存在的问题。材料单体可在环境友好的工业条件下方便地聚合:室温下无需溶剂,反应时间在几分钟内,且仅需微量的催化剂。所得材料分子量高、具有较好的热稳定性和结晶度,以及像塑料一样的机械性能。最重要的是,在温和的实验室条件下使用催化剂,聚合物可循环回至其原始的单体状态,不需进一步纯化单体就可重新进行聚合,研究团队将这一过程称作循环材料生命周期。

  这项工作成果建立在研究团队开发的上一代化学可回收聚合物的基础之上,Eugene Chen教授的实验室在2015年首次展示了可回收聚合物技术。但之前聚合物的制备需要在极冷条件下进行,这也许会限制其工业应用,且制成的聚合物的耐热性和分子量也较低。与塑料类似,相对较软。

  近日,美国科罗拉多州立大学的化学家们在《科学》杂志上宣布了一项针对无废弃物的重要举措。在化学系教授Eugene Chen的带领下,他们发现了一种聚合物,它拥有许多塑料所享有的特性,如重量轻、较好的耐热性、强度和耐用性。但与典型的石油塑料不同,这种新型的聚合物可转变为小分子状态,以实现完全的化学回收,且可以在不使用有毒化学物质的情况下完成。

  这意味着,未来新型、绿色的塑料不会在垃圾填埋场和海洋中沉寂数百万年才可降解,而是可以简单地置于反应器中进行降解,化学术语称为“解聚”,即恢复其本身价值。这对于现在的石油塑料来说是不可能实现的。回到化学的起点,材料可以反复回收利用——这会彻底对“回收”一词重新进行定义。Eugene Chen教授强调,新型聚合物技术仅在实验室中得到了验证,为完善所发明的正在申请专利的单体和聚合物生产工艺,未来还有很多工作要做。

  聚合物是一类广泛的材料。其特征在于长链的化学键合,这种化学键合称为单体的重复分子单元。目前合成聚合物包括塑料,当然还有纤维、陶瓷、橡胶、涂料以及众多其他商业产品。其中,塑料作为一种价格便宜、携带轻便而且较为耐用的有机合成高分子材料,应用非常广泛。出于同样的原因,废弃塑料带来的“白色污染”也越来越严重。近年来,科学家们在无废弃物技术的研究上已经取得了显著成果,相信不久的将来,可持续材料将与传统塑料展开激烈竞争。



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