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可被完全回收的新塑料

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科技產業資訊室 - 黃松勳 發表於 2019年6月10日

圖、可被完全回收的新塑料

在Nature chemistry期刊上報導,美國能源部(DOE)勞倫斯柏克萊國家實驗室的研究人員設計了一種聚二酮乙酰胺(PDK)回收塑料,可以像樂高玩具一樣,分解成原組成單體分子,再重新組裝成不斷變化的形狀、紋理和顏色,而不會損失性能或質量。研究人員認為,新型可回收塑料可能是目前使用的許多不可回收塑料的良好替代品。

所有塑料,從水瓶到汽車零件,都由稱為聚合物的大分子組成,這些分子由稱為單體的較短含碳化合物的重複單元組成。為了使塑料變硬或具有柔韌性,會添加額外的化學物質與單體緊密結合,使塑料更具功能性。但在回收工廠加工過程中,將具有不同化學成分的塑料(硬塑料、彈性塑料、透明塑料、糖果色塑料)混合在一起並研磨成碎片,當切碎的塑料大雜燴融化成新材料時,很難預測它將從原始塑料中繼承哪些特性。因此這種不可預測的繼承特性,阻止了塑料循環回收的目標,其原始單體無法被回收與長時間地重複使用,或者升級製造成新的或更高品質的產品。

與傳統塑料不同,PDK塑料的單體可以簡單地透過高酸性溶液來回收材料,並從分離任何混合添加劑。研究人員認為有機會在無法回收利用的方面發揮作用,其中包括了粘合劑、手機殼、錶帶、鞋子、電纜和熱固性塑料。他們證明酸不僅可將PDK聚合物分解成單體,而且可將添加劑分離,可以回收重新製成聚合物,而不會繼承原始材料的顏色或其他特徵。再生後,透過添加其他功能(如靈活性)來提升塑料循環利用週期。

研究人員認為新型可回收塑料可能是目前使用的許多不可回收塑料的良好替代品,透過現代的循環回收基礎設施,就能更有效地將塑料從垃圾掩埋場和海洋中轉移出來。研究人員接下來計劃開發具有廣泛熱性能和機械性能的PDK塑料,用於紡織品、3D列印等多種應用。此外,他們還希望透過植物材料的引入和其他可持續性來源來擴大各種配方。
(725字)


參考資料:
Plastic gets a do-over: Breakthrough discovery recycles plastic from the inside out. Science Daily,2019/5/7
Closed-loop recycling of plastics enabled by dynamic covalent diketoenamine bonds. Nature Chemistry,2019/4/22

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