麻省理工學(xué)院新型可降解塑料的機(jī)械強(qiáng)度可與同行媲美
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在對(duì)環(huán)境造成的巨大負(fù)擔(dān)的驅(qū)使下，科學(xué)家們不斷尋找制造塑料材料的新方法，使其更容易回收利用，麻省理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在宣稱在這一領(lǐng)域取得了重大突破。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)修改一種常見(jiàn)塑料的構(gòu)成，生產(chǎn)出了一種同等強(qiáng)度的版本，這種塑料在使用后更容易被分解，可以重建和回收。
這項(xiàng)工作是由麻省理工學(xué)院的化學(xué)研究人員進(jìn)行的，主要集中在一類被稱為熱固性塑料的主要塑料上。從構(gòu)成塑料袋和食品包裝紙的熱塑性塑料中分離出來(lái)，熱固性塑料包括環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯和橡膠等材料，經(jīng)常用于汽車(chē)零部件和電器。
熱固性塑料的制造方式與熱塑性塑料略有不同，這意味著它們不那么容易回收。這是因?yàn)闊崴苄运芰峡梢匀刍梢后w，并重塑成新的形狀，但熱固性塑料內(nèi)部的鍵很難分解，這意味著它們經(jīng)常在加熱下燃燒起來(lái)，而不是恢復(fù)到液體形式。
"一旦它們被設(shè)定為給定的形狀，它們就會(huì)在一生中保持這種形狀，"他說(shuō)。"通常沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)回收它們。"
該團(tuán)隊(duì)可能已經(jīng)找到了解決這一難題的方法，即在材料的形成階段進(jìn)行干預(yù)。它建立在其早期在可降解聚合物方面的一些工作基礎(chǔ)上，其中加入硅烷基醚單體使材料中的鍵分解。
將這種方法應(yīng)用于他們的塑料研究后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)通過(guò)將硅烷基醚單體添加到形成一種稱為聚雙環(huán)戊二烯（pDCPD）的熱塑性塑料的液體前體中，實(shí)驗(yàn)取得了成功，該團(tuán)隊(duì)在濃度為7.5%到10%之間的溶液中發(fā)現(xiàn)它不僅保留了原有的機(jī)械強(qiáng)度，且在使用后通過(guò)暴露于氟離子很容易還原成粉末狀。
這意味著科學(xué)家現(xiàn)在可以使pDCPD材料變得可降解，同時(shí)不傷害其有用的機(jī)械性能。然后，通過(guò)將該粉末溶解在前體溶液中，該團(tuán)隊(duì)能夠用它來(lái)形成全新的pDCPD熱固性材料。這種材料通常用于卡車(chē)和公共汽車(chē)的車(chē)身面板，但重要的是，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種方法也可以用于其他類型的熱固性材料。
"這項(xiàng)工作揭示了一個(gè)基本的設(shè)計(jì)原則，我們相信這個(gè)原則對(duì)于任何一種具有這種基本架構(gòu)的熱固性材料都是通用的，"麻省理工學(xué)院化學(xué)教授、該研究的資深作者Jeremiah Johnson說(shuō)。
