新回收工艺有望大幅减少塑料废料对地球环境的污染

2020-11-25 16:30:36来源:科技日报  

多层塑料材料在食品和医疗用品包装中无处不在,这是因为多层聚合物可赋予塑料薄膜特殊的性能,如耐热性或水分控制等,但常规方法很难回收这...

多层塑料材料在食品和医疗用品包装中无处不在,这是因为多层聚合物可赋予塑料薄膜特殊的性能,如耐热性或水分控制等,但常规方法很难回收这些多层塑料材料。据最新一期《科学进展》报道,美国科学家开创了一种使用溶剂回收多层塑料中聚合物的新方法,该技术有望大幅减少塑料废料对地球环境的污染。

全球每年生产约1亿吨多层热塑性塑料,每种热塑性塑料由多达12层不同的聚合物组成。其中总量的40%是制造过程本身产生的废物,由于无法分离聚合物,几乎所有热塑性塑料最终都被送到填埋场或焚化炉中。

通过使用一系列以聚合物溶解性热力学计算为指导的溶剂洗涤,美国威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程学教授乔治·胡博领导的团队使用“溶剂定向回收和沉淀(STRAP)”工艺,对一种普通商用塑料中的聚合物进行了分离,分离出的聚合物在化学特性上类似于用于制造原始塑料薄膜的那些材料,如聚乙烯、乙烯—乙烯醇和聚乙烯二甲酸酯等。

该团队目前正在使用回收的聚合物来制造新的塑料材料,以证明该工艺将有助提高回收效益。特别是,它可以使多层塑料制造商回收在生产和包装过程中产生的40%的塑料废料。

研究团队还准备对其他多层塑料展开试验,以扩展STRAP工艺的使用。随着多层塑料的复杂性增加,确定可溶解每种聚合物溶剂的难度也增加。研究人员已着手开发一种新的计算模型,以计算出目标聚合物在不同温度下在溶剂混合物中的溶解度,从而缩小可溶解聚合物的潜在溶剂的数量。

研究的最终目标是开发一种计算系统,使研究人员能够找到溶剂组合以循环利用各种多层塑料。研究团队还希望了解所用溶剂对环境的影响,并建立绿色溶剂数据库,使其能更好地平衡各种溶剂系统的功效、成本和环境影响。

总编辑圈点

塑料,被称为污染全球的“超级垃圾”。它生命力顽强,“长寿”,足迹还遍布全球。雪山之巅,大洋之下,都有塑料的身影。多层热塑性塑料由多种聚合物组成,但很难将其层层剥开,分别处理,最后只能把塑料成品直接焚烧或者填埋。文中的美国团队使用一种特殊工艺分离塑料中的聚合物,而且分离出的材料还能制造新的材料。研究者的野心不止如此,他们不仅仅是想开发分离某种特定塑料制品的溶剂,而是找到一种方法,为不同的塑料提供溶剂分离方案。

相关阅读

推荐阅读