新型化學工藝為混合塑膠回收帶來希望

一種分子新增劑使得不同種類的塑膠可以一起回收

A colorful illustration of chemical atoms linking together.

托馬斯·福克斯

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蘇打水瓶、酸奶油容器和一次性餐具——這些塑膠(以及許多其他塑膠)通常在回收工廠被混合在同一個垃圾箱中。但由於它們是由不同的分子構建單元(稱為單體)製成的,因此在熔化以製造新產品之前,必須將它們分類到不同的流中。

哥倫比亞大學的化學工程師薩納特·庫馬爾說:“直到大約一年前,每個人都認為唯一能做的就是取出塑膠,將其分解回單體,然後再重新成型。” “現在我們已經想出了一種不同的方法。” 他的團隊開發了一種工藝,可以將不同種類的塑膠一起回收。他們最近在《自然》雜誌上報告的發現,可能會為許多最終進入垃圾填埋場的物品賦予新的生命。

我們塑膠廢棄物中只有一小部分被回收,而由化石燃料製成的新塑膠的生產仍在繼續增加。日益惡化的情況促使科學家們尋求解決舊回收問題的新方案,包括混合塑膠回收的難題。但他們面臨著一個基本的化學障礙:當不同的塑膠熔合在一起時,它們的不同單體往往會像油和水一樣分離。


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新工藝透過在混合物中新增稱為通用動態交聯劑的化學物質來解決這個問題。正如肥皂將油和水結合在一起一樣,這些交聯劑(在加熱下施用時)形成共價分子鍵,將不同的單體束縛在一起。這個過程創造了聚合物,可以保留每種組成塑膠的某些有用特性,例如防止氧氣或紫外線透過。這些材料可以反覆熔化和重製,因為交聯劑可以斷裂並重新形成鍵。

華盛頓大學化學工程師朱莉·羅勒說:“這種化學方法是非常重要的一步。”她從事塑膠回收工作,但未參與這項研究。“他們證明了這種方法在工業上是可行的,這非常令人興奮。”

研究人員希望這項技術最終能夠幫助重新利用更多的塑膠垃圾,庫馬爾說,該工藝比將塑膠分解成原始單體消耗的能量更少——但它還不夠便宜,無法在現有的回收設施中廣泛使用。儘管如此,證明它是可行的可能會為更便宜的回收塑膠帶來有利可圖的市場,庫馬爾說,這將是幫助回收商最終解決塑膠垃圾危機的一種方法。“塑膠問題非常巨大,”他說,“你將不得不尋找多種解決方案。”

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