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密歇根大学开发新技术回收纸尿片制成粘合剂

2021-08-02 23:52 · 稿源:cnbeta

纸尿裤内的超强吸水材料是由聚丙烯酸聚合物组成,一旦受潮就会膨胀。现在密歇根大学的一个团队已经开发出一种技术来解开这些吸收性聚合物,并将其回收为类似于粘性纸条和绷带中使用的粘合剂材料。他们的成果发表在《自然通讯》上。

研究人员表示,他们专注于塑料的化学回收。化学回收是利用化学转化来制造一种增值材料,或者至少是一种与原始材料一样有价值的材料。一般来说,塑料的韧性和耐用性,导致其难以回收。特别是聚合物很难被分解,因为它们是由稳定的键连接在一起。

这些研究人员与宝洁公司合作开发了一个三步法,将超吸收性聚合物变成可重复使用的粘合剂。该方法节能并能在工业规模上部署。研究人员表示,超强吸水聚合物特别难以回收,因为它们被设计为抗降解并永久保留水分。超吸收性聚合物和粘合剂都是丙烯酸衍生物。这种共同的起源激发了他们的回收想法。

超吸收材料中的聚合物看起来就像一张松散的渔网,只不过这些聚合物不是蜂窝状的网,而是每2000个单位就有一个交联,这足以形成一个不溶性的网络结构。为了回收这些材料,研究人员需要找到一种方法,将网络聚合物脱链成水溶性的链。研究人员发现,当这些聚合物在有酸或碱的情况下被加热时,它们的交联就会断裂。

研究人员还需要确定这些过程在工业规模上是否可行。研究发现,根据二氧化碳的释放量,使用这种酸法解除交联的聚合物全球变暖可能性比使用碱法降低10倍,并比使用碱法所需的能源少10倍。接下来,研究人使用超声波缩短材料中的聚合物长链,可以在不改变链的化学特性的情况下将链切成碎片。最后,研究人员将聚合物链上的酸基转化为酯基。这使其特性从水溶性变为有机溶性,并且它们变得粘稠,就像粘合剂一样。这个反应中使用的试剂,同时也是溶剂,可以被回收和再利用。

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