麻省理工學(xué)院新型可降解塑料的機械強度可與同行媲美
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在對環(huán)境造成的巨大負擔(dān)的驅(qū)使下，科學(xué)家們不斷尋找制造塑料材料的新方法，使其更容易回收利用，麻省理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在宣稱在這一領(lǐng)域取得了重大突破。該團隊通過修改一種常見塑料的構(gòu)成，生產(chǎn)出了一種同等強度的版本，這種塑料在使用后更容易被分解，可以重建和回收。
這項工作是由麻省理工學(xué)院的化學(xué)研究人員進行的，主要集中在一類被稱為熱固性塑料的主要塑料上。從構(gòu)成塑料袋和食品包裝紙的熱塑性塑料中分離出來，熱固性塑料包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯和橡膠等材料，經(jīng)常用于汽車零部件和電器。
熱固性塑料的制造方式與熱塑性塑料略有不同，這意味著它們不那么容易回收。這是因為熱塑性塑料可以熔化成液體，并重塑成新的形狀，但熱固性塑料內(nèi)部的鍵很難分解，這意味著它們經(jīng)常在加熱下燃燒起來，而不是恢復(fù)到液體形式。
"一旦它們被設(shè)定為給定的形狀，它們就會在一生中保持這種形狀，"他說。"通常沒有簡單的方法來回收它們。"
該團隊可能已經(jīng)找到了解決這一難題的方法，即在材料的形成階段進行干預(yù)。它建立在其早期在可降解聚合物方面的一些工作基礎(chǔ)上，其中加入硅烷基醚單體使材料中的鍵分解。
將這種方法應(yīng)用于他們的塑料研究后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)通過將硅烷基醚單體添加到形成一種稱為聚雙環(huán)戊二烯（pDCPD）的熱塑性塑料的液體前體中，實驗取得了成功，該團隊在濃度為7.5%到10%之間的溶液中發(fā)現(xiàn)它不僅保留了原有的機械強度，且在使用后通過暴露于氟離子很容易還原成粉末狀。
這意味著科學(xué)家現(xiàn)在可以使pDCPD材料變得可降解，同時不傷害其有用的機械性能。然后，通過將該粉末溶解在前體溶液中，該團隊能夠用它來形成全新的pDCPD熱固性材料。這種材料通常用于卡車和公共汽車的車身面板，但重要的是，該團隊認為這種方法也可以用于其他類型的熱固性材料。
"這項工作揭示了一個基本的設(shè)計原則，我們相信這個原則對于任何一種具有這種基本架構(gòu)的熱固性材料都是通用的，"麻省理工學(xué)院化學(xué)教授、該研究的資深作者Jeremiah Johnson說。
