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康奈尔大学研究人员发明一种耐用可回收塑料
发布日期:2025-02-04 01:17:50  稿源:cnBeta.COM

康奈尔大学(Cornell University)的研究人员开发出了一种热固性塑料的可回收替代品,热固性塑料是一类耐用材料,常用于汽车轮胎、替换髋关节和保龄球。热固性塑料的特点是具有交联聚合物结构,可确保优异的强度和使用寿命。 然而,这种结构也使得传统的石化基热固性材料(占聚合物总产量的 15%-20%)无法回收利用。

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康奈尔大学化学和化学生物学教授布雷特-福斯说:"目前,全球热固性材料的回收率为零,它们要么被焚烧,要么被扔进垃圾填埋场。"

福斯实验室针对这一环境挑战,创造了一种由生物源材料制成的替代品,这种材料具有交联热固性材料的耐久性和延展性,但易于回收和降解。该论文发表在《自然》(Nature)上。

福斯小组研究的是二氢呋喃(DHF),这是一种单体(或化学构件),可由生物材料制成,最终有可能与石油原料竞争。

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Dreiling 使用 DHF(一种具有双键的环状单体)作为连续两次聚合的构件,第二次聚合产生的交联聚合物可通过加热回收利用,并可在环境中自然降解。

DHF 热固性塑料具有与商用热固性塑料相当的性能,包括高密度聚氨酯(用于电子仪器、包装和鞋类等)和乙丙橡胶(用于花园软管和汽车挡风雨条)。

福斯说,与目前的石化热固性材料相比,基于 DHF 的材料提供了一种循环经济的使用方式。 这种材料具有化学可回收性,可以重新制成其构成单体,并从头开始使用。 当部分材料不可避免地渗漏到环境中时,这些材料会随着时间的推移降解为无害成分。

研究人员正致力于将这种基于 DHF 的材料应用于 3D 打印。 他们还在尝试使用更多单体来扩展材料的性能。

福斯说:"我们花了 100 年的时间试图制造出永恒的聚合物,但我们意识到这实际上并不是一件好事。现在,我们制造的聚合物并不是永恒的,而是可以在环境中降解的。"

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1038/s41586-024-08386-w

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