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|PVC(聚氯乙烯)是美国及世界各地广泛使用的塑料,产量居世界第三位。它存在于各种日常用品中,包括塑料管、血袋和口罩等医院设备。 PVC 还用于建筑材料,如窗框、房屋装饰、壁板和地板。此外,它还用于涂覆各种物品,如电线、浴帘、帐篷、防水布和衣服。
然而,由于塑料在回收过程中容易受到污染甚至产生毒性,回收率长期以来一直为零。现在,由研究主要作者Daniel Fagnani 和首席研究员Anne McNeil 领导的密歇根大学研究人员发现了一种通过化学方式将PVC 回收成可用材料的方法。他们使用邻苯二甲酸盐作为与增塑剂(PVC 中最有害的成分)发生化学反应的介质,他们的研究结果发表在期刊《自然化学》 上。
“PVC 是一种没有人愿意使用的塑料,因为它有自己的一系列问题,”麻省理工学院化学系博士后研究员法格纳尼说。 “PVC 通常含有大量增塑剂,会污染回收流中的所有物质,并且通常具有剧毒。在受到一定热量时,它还会迅速释放盐酸。”
塑料通常通过熔化并转化为低质量材料来回收。这是一个称为机械回收的过程。但当PVC 被加热时,其主要成分之一增塑剂很容易从材料中滤出,最终进入回收流中的其他塑料中。此外,PVC受热时很容易释放出盐酸。它们会腐蚀回收设备,并对皮肤和眼睛造成化学灼伤,这使得它们不适合回收工厂工人。
此外,邻苯二甲酸盐是常见的增塑剂,是剧毒的内分泌干扰物,会干扰甲状腺激素、生长激素和哺乳动物(包括人类)的生殖激素。
因此,Fagnani 开始研究电化学,寻找一种无需加热即可回收PVC 的方法。在此过程中,她和她的团队发现增塑剂可用于分解PVC,这是回收的巨大挑战之一。事实上,增塑剂提高了该方法的效率,电化学方法解决了盐酸的问题。
Fagnani 说:“我们发现它仍然会释放盐酸,但释放速度要慢得多且更受控制。” PVC 是一种具有碳氢化合物主链的聚合物。据说它是由碳键组成的单个碳制成的。每个其他碳基团都附有一个氯基团。热活化时,盐酸迅速跳出,聚合物主链中出现碳-碳双键。
但该团队转而使用电化学将电子引入系统,赋予其负电荷。这会破坏碳和氯之间的键,产生带负电的氯离子。由于研究人员使用电化学,他们能够测量电子引入系统的速率,从而控制盐酸的产生速率。
盐酸在工业上可用作其他化学反应的试剂,氯离子也可用于氯化称为芳烃的小分子,芳烃用于制药和农业原料。来自聚合物的材料仍然存在,研究小组仍在探索它们的用途。法格纳尼说,这项研究表明科学家可以考虑使用化学方法来回收其他困难材料。
“对塑料配方中的添加剂采取战略性方法。目前的小组成员正在努力进一步提高这一过程的效率。”专门生产可生物降解特种产品的阿什兰公司的研究科学家法格纳尼表示,目前他们正在研究洗衣粉、防晒霜。洗发水等消费品的添加剂。
麦克尼尔的实验室专注于开发化学回收不同类型塑料的方法。将塑料分解成其组成部分会产生一种不可降解的材料,工业可以将其纳入生产中。
麦克尼尔说:“人类未能开发出令人惊叹的材料,在很多方面改善我们的生活,同时又如此短视,没有考虑如何处理这些废物。”美国仍然只回收了9% 的塑料,而这只是塑料的几种类型。此外,即使塑料被回收,聚合物的质量也会继续恶化。我们的饮料瓶不再只是饮料瓶。它们变成纺织品、公园长椅,最终进入垃圾填埋场。 \'








