盡管許多城市已經(jīng)禁止使用一次性塑料,但塑料袋和其他聚乙烯包裝仍然堵塞著垃圾填埋場,污染著河流和海洋。
回收占全球塑料產(chǎn)量三分之一的聚乙烯的一個主要問題是經(jīng)濟性:回收的塑料袋最終變成了低價值產(chǎn)品,如甲板和建筑材料,這對廢物的再利用沒有什么激勵作用。
加州大學伯克利分校開發(fā)了一種新的化學工藝,將聚乙烯轉(zhuǎn)化為一種更堅固、更有價值的粘合劑。
加州大學伯克利分校有機化學系Henry Rapoport教授和研究小組負責人John Hartwig表示:“我們的設(shè)想是,將一個毫無價值的塑料袋變成有價值的東西,而不是把它扔到垃圾填埋場。雖然不可能把所有這些回收的塑料都變成一種具有粘性的材料,但是如果把其中的一部分轉(zhuǎn)化成高價值的東西,就能改變將其剩余部分轉(zhuǎn)化為價值較低的東西的經(jīng)濟性?!?/span>
對大多數(shù)塑料而言,回收利用意味著將其切碎并制成通用產(chǎn)品,在這一過程中會丟失許多原生塑料經(jīng)過精心設(shè)計而成的特性,如柔韌性和易加工性。雖然新的回收方法可以將塑料分解成化學成分,用作燃料或潤滑劑,但這些產(chǎn)品的價值也很低,而且在環(huán)境方面也存在問題。
為了使回收利用更具吸引力,研究人員和塑料工業(yè)一直在尋找“向上循環(huán)”的方法,也就是說,將回收的塑料轉(zhuǎn)化成更有價值、壽命更長的東西。
Hartwig和他的同事們開發(fā)的化學工藝保留了聚乙烯的許多原有特性,但在聚合物中添加了一個化學基團,使其能夠粘附在金屬上:這是聚乙烯通常做得很差的事情。他的團隊表明,這種改性聚乙烯甚至可以被水性乳膠漆涂抹。乳膠很容易從標準的低密度聚乙烯上脫落。
描述這一過程的論文12月17日已在線發(fā)表在《化學》雜志上,并將刊登在1月份的印刷版上。
“我們能夠增強粘性,同時保留行業(yè)認為非常有用的聚乙烯的所有其他特性,”合著者Phillip Messersmith說,他是加州大學伯克利分校生物工程和材料科學與工程系1941級教授,“在增強粘性的同時,其加工性能、熱穩(wěn)定性和機械性能似乎沒有受到損害。這很難做到,因此也是令我們興奮不已的地方?!?/span>
Hartwig認為,雖然該工藝在工業(yè)上的應(yīng)用還不夠經(jīng)濟,但可以改進,并且可以作為增加粘性以外其他性能的起點。這一成功還暗示,其他催化劑可以與其他類型的塑料(如回收塑料瓶中的聚乙烯)協(xié)同工作,生產(chǎn)出具有經(jīng)濟吸引力的高價值產(chǎn)品。