“大多数塑料都不是用来回收的,”伯克利实验室的分子铸造博士后彼得·克里斯坦森说。“但我们发现了一种组装塑料的新方法,从分子角度考虑了回收问题。”
克里斯坦森是伯克利实验室分子铸造厂的科学家布雷特·赫尔姆斯(Brett Helms)领导的多学科团队的一员。其他合著者是本科研究人员Angelique Scheuermann(当时就职于加州大学伯克利分校)和Kathryn Loeffler(当时就职于德克萨斯大学奥斯汀分校),他们在研究期间获得了美国能源部科学本科实验室实习(SULI)项目的资助。整个项目由伯克利实验室的实验室指导的研究和开发项目资助。
所有的塑料,从水瓶到汽车零部件,都是由一种叫做聚合物的大分子组成的,这种大分子是由一种叫做单体的较短的含碳化合物的重复单位组成的。
据研究人员介绍,许多塑料的问题是化学物质添加到使他们有用,如填料,使塑料艰难,或使一个塑料灵活可塑剂——紧密地绑定到后的单体在塑料甚至已经在回收工厂处理。
在这些工厂加工过程中,不同化学成分的塑料——硬塑料、弹性塑料、透明塑料、糖果色塑料——混合在一起,磨成小块。当这种混杂着碎塑料的大杂烩被熔炼成一种新材料时,很难预测它将继承原塑料的哪些特性。
这种对未知的、因此也是不可预测的特性的继承,阻止了塑料成为许多人所认为的回收利用的圣杯:一种“循环”材料,其原始单体可以回收再利用尽可能长时间,或“升级循环”,以制造一种新的、更高质量的产品。
所以,当一个用回收塑料制成的可重复使用的购物袋磨损不堪时,它就不能进行升级改造,甚至不能回收利用来制造新产品。赫尔姆斯说,一旦塑料袋的使用寿命达到极限,它就会被焚烧,产生热量、电力或燃料,或者被扔进垃圾填埋场。
“循环塑料和塑料升级换代是巨大的挑战,”他说。“我们已经看到了塑料垃圾泄漏到我们的水生生态系统的影响,198彩票带玩团队是哪个,去198彩娱乐官网一
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一次回收一个单体塑料
研究人员希望通过鼓励塑料的回收和再利用,将塑料从垃圾填埋场和海洋中转移出来。塑料回收和再利用可以通过PDKs形成的聚合物来实现。赫尔姆斯说:“使用PDKs,传统塑料的不可变键被可逆键取代,从而使塑料更有效地回收利用。”
与传统塑料不同的是,PDK塑料的单体可以通过将材料浸泡在高酸性溶液中而被回收并从任何复合添加剂中释放出来。这种酸有助于打破单体之间的化学键,并将它们与化学添加剂分离开来,而化学添加剂赋予塑料外观和触感。
赫尔姆斯说:“我们感兴趣的是将塑料的生命周期从线性转向循环的化学过程。”“我们看到了一个机会,可以在没有回收选项的地方做出改变。”这包括粘合剂、手机套、表带、鞋子、电脑线缆和热固性塑料制品。
研究人员首先发现了PDK基塑料令人兴奋的循环特性,当时克里斯坦森正在将各种酸应用于制造PDK粘合剂的玻璃器皿上,并注意到粘合剂的成分发生了变化。克里斯腾森很好奇这种粘合剂是如何被转化的,于是用核磁共振波谱仪分析了样品的分子结构。赫尔姆斯说:“令我们惊讶的是,它们竟然是最初的单体。”
在分子铸造厂对各种配方进行测试后,他们证明,198彩票是那个集团旗下的子品牌,听198彩票总代说
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接下来,他们证明了恢复此后单体可以重塑成聚合物,这些回收聚合物可以形成新型塑料材料没有继承原始材料的颜色或其他特性——这破碎的黑色表带你扔在垃圾桶里找到新生活作为一个电脑键盘此后如果是用塑料。他们还可以通过增加额外的功能,比如灵活性,来提高塑料的使用寿命。