科学家研究出了新一类可循环再造的高分子塑料威廉希尔
栏目:行业动态 发布时间:2023-12-25

  威廉希尔每年都有大量的一次性塑料进入垃圾填埋场,总计数以十亿吨计。即使有些塑料经过回收,也不能持续无限期地进行回收利用。然而,我们的材料科学家团队已经发明了一种全新的方法来制造和分解聚合物。这项创新为更容易回收的塑料提供了潜力,消除了我们需要在垃圾分类时进行繁琐细致的工作。在过去的一个世纪中,人们已经意识到塑料对人类生活和环境产生了重大影响威廉希尔,无论是积极的还是消极的。作为一个专注于设计可持续解决方案以应对现实世界问题的聚合物科学家团队威廉希尔,我们的目标是通过重新思考聚合物的设计,创造出具有固有可循环性的塑料来解决这个问题。

  我们每天都会接触到一些常见物品,比如牛奶瓶、购物袋、外卖容器,甚至是绳子,它们都属于聚烯烃类聚合物。聚烯烃约占塑料年生产和处理量的一半。这些聚合物存在于标有高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或聚丙烯(PP)的塑料中,或者可以通过回收代码#2、#4和#5来进行识别。这些塑料之所以具有耐久性,是因为它们拥有高度稳定的化学键。然而,在一个注重一次性使用的世界中,这种耐久性不再是一种有意而为的设计选择,而成为了一种设计缺陷。

  想象一下,如果我们现在使用的塑料中有一半可以通过比目前多一倍的回收利用方法得以回收,会怎么样呢。虽然这不会使回收率达到100%,但从个位数到两位数的增长可以显著减少塑料制品的产量,减少塑料在环境中的堆积,并提高其回收和再利用的潜力。即使到达回收设施的塑料也不能像以前那样重复使用,因为回收过程降低了材料的质量,降低了其效用和价值威廉希尔。制造商可能会生产一次性塑料,收集它们并重复使用它们,而不是像现在这样制造一个塑料杯,在每个回收循环中降低其等级。

  传统的回收要求对所有收集到的材料进行细致的分类,但由于塑料种类繁多,这是一项具有挑战性的任务。在美国,回收主要通过单流回收,即将金属罐、玻璃瓶、纸板箱和塑料杯等物品都放在同一个垃圾桶里。虽然从金属中分离纸张并不需要先进的技术,但区分聚丙烯容器和聚乙烯奶罐是一个棘手的过程,容易出现错误。当两种不同的塑料在回收过程中混合在一起时,它们的有益特性会显著降低,以至于它们实际上变得毫无价值。

  现在威廉希尔,我们可以使用一种不同的方法来回收塑料中的一种类型,以防止其在回收过程中造成污染。在我们的实验中,当我们将聚丙烯样品与我们制造的聚合物结合时,我们成功地将其解聚,也就是说,我们分解了这种材料,并且回收了基本构件,而没有对聚丙烯产生化学冲击。这一发现表明,即使是受污染的废物流仍然有可能恢复其价值,其中的材料可以通过机械或化学过程进行再循环。

  在2023年10月的一项研究中,我们的研究小组利用两种简单的构件成功制作了一套聚合物,其中一种是软聚合物,另一种是硬聚合物。这些聚合物的结构模仿了聚烯烃,并且具备了化学回收的能力。我们通过反复将这两种不同的聚合物连接在一起形成一个长的分子,从而创造出所谓的多嵌段聚合物。我们的团队通过调整多嵌段结构中每种聚合物的比例,成功地制造出了一系列不同类型的聚烯烃材料。然而,需要注意的是,创造这些多嵌段聚合物是一项比听起来更具挑战性的任务。

  为了连接这些硬质和软质聚合物,我们采用了一种先前仅限于非常小分子的技术。这种方法是对20世纪20年代传统的逐步聚合物制造方法的改进。在传统方法中,需要精确匹配分子末端的反应基团。然而,在我们的方法中,我们使用相同的反应基团,无需精心匹配每个构件的末端,就能创建出与当前使用的聚烯烃相媲美的聚合物。通过反向使用类似的策略,并加入氢气,我们可以将聚合物分解成它们的构件,使它们更容易分离并进行再利用。

  预计到2050年,每年的塑料消费量将增长近两倍,因此塑料回收的复杂性和数量将会增加。这对于新材料和新产品的开发来说是一个关键因素。通过使用仅两种构件,我们就可以制造出具有多种特性的塑料,从而大大减少和简化基本产品所需的塑料种类威廉希尔。我们不需要依赖一种塑料来获得柔韧性,另一种塑料来获得刚性,以及两者之间的附加性能。通过调整每个构件的比例,我们可以简单地调整塑料的特性。

  尽管在这些聚合物方面仍然存在重大问题需要解决,但我们认为我们的努力是向更加环保的塑料迈出的积极一步。我们已经成功地生产出了能够复制全世界所依赖的塑料基本特性的材料。现在,我们的重点是开发塑料配方,这是以前使用现有方法无法实现的。