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聚乙烯升級回收:改性后可做粘合劑,牢固粘附金屬

2021-01-04

       近日 ,美國加州大學伯克利分校的科研人員發明了一種新化學工藝,可將廢棄塑料袋(主要成分為聚乙烯PE)回收處理后,轉化為更有價值的粘合劑,實現聚乙烯的升級回收。

       據介紹,研究人員利用一種基于釕(中間是金球)的催化劑,向聚乙烯聚合物鏈中添加特定的化學基團(在本例中為OH(紅色)),從而形成一種氧化聚乙烯。它可牢固地附著在金屬上,并保留了聚乙烯獨特的塑料特性。研究人員做了11次嘗試都難以將水性乳膠漆與氧化聚乙烯(Ox-LDPE)分離,而此前乳膠漆基本都難以粘附在普通塑料上。

    “聚乙烯鏈上通常有2000到10000個碳原子,每一個碳原子上都有兩個氫原子——實際上,它是一個由叫做亞甲基的CH2基團組成的海洋。我們查閱了文獻,尋找我們能找到的亞甲基位置官能化的活躍催化劑?!毖芯咳藛T說。

       考慮到固體回收塑料需進行熔化處理,這就要求用于聚乙烯回收改性的催化劑能夠在高溫及非極性溶劑中工作,以便與非極性聚乙烯混合。研究人員研究了一種釕基催化劑(多氟釕卟啉),該催化劑能夠滿足這些要求,并且能夠向聚合物鏈中添加OH基團,而不會使高活性的羥基使聚合物鏈斷裂。

       研究人員發現,催化作用使不到10%的聚合物發生化學變化,但卻大大增強了其粘附在其他表面的能力。而聚乙烯粘合性的提升,應用潛力也不小——比如,人工髖關節和膝關節植入物通常將聚乙烯與金屬部件結合在一起,聚乙烯粘合性的改進可以使其更好地粘附在金屬上。功能化聚乙烯可用于電線涂層,提供將其他聚合物粘在一起的膠水(例如牛奶盒),或制造更耐用的塑料和金屬復合材料,如玩具等。

       研究人員表示目前這一工藝在工業上還不夠經濟,但可進行改進。這一研發還意味著,其他催化劑可以與其他類型的塑料(如回收塑料瓶中的聚丙烯)協同工作,生產出具有經濟吸引力的高價值產品。


                                                                                                                    

                                                                                                                                                                                                                                                                                                              文章來源:雅式橡塑網


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