轮胎和老化的床垫可能很快就会成为过去

轮胎和老化的床垫可能很快就会成为过去

尽管进行了研究和政策努力,但回收计划在全国范围内的轮胎和床垫等更复杂的材料、垃圾场和自然土地上出现了问题。

现在,西北大学的研究人员已经使用简单的化学方法解决了与当今大约四分之一的塑料回收相关的长期障碍——西北大学的约翰·托克尔森说这些塑料含有大量的嵌入能量。

Torkelson是西北大学麦考密克工程学院的化学和生物工程以及材料科学与工程教授,他将在美国物理学会 (APS) 上展示将轮胎和其他类似热固性聚合物转化为可回收材料的七种新技术3 月 14 日。他的实验室的突破性研究建立在可持续性领域的兴奋之上,将有助于减轻火灾、污染和与合成聚合物废物相关的经济价值损失。

“这是我们研究一类在回收方面被认为毫无希望的材料的案例,”托克尔森说。“并使用一步或两步化学将它们转化为具有完全恢复特性的可回收材料,看看这如何真正有助于解决与可持续性有关的一些重大问题。”

合成聚合物和塑料来自单体(由单个单元组成的分子)的化学反应——例如,乙烯制造聚乙烯,可用于牛奶罐之类的东西。

像牛奶罐这样的材料,称为热塑性塑料,可以回收和熔化以轻松制造新产品。轮胎和许多其他聚合物构成了一类称为热固性材料的材料,其中长聚合物链永久交联。由于这些永久交联,交联橡胶不能熔化并回收到新产品中。

但是 Torkelson 研究小组已经找到了几种方法来创建一种称为动态共价交联的新型交联。这种交联在它们使用的条件下产生稳健的交联,但允许材料在高温下熔化(即,在 280 华氏度,比普通汽车轮胎面临的温度高得多)。然后,当回收的聚合物再次冷却时,Torkelson 说交联键会恢复到原来的强度,并具有与以前相同的特性。

“我们已经能够有效地将热固性塑料转化为可回收的热塑性塑料,”Torkelson 说。“我们可以制造在使用温度下与常规交联剂一样坚固的交联剂,但在高温下,它们会暂时分离。”

研究人员在试图解决全新材料的问题时面临着一场艰苦的战斗,包括试图说服制造商通过采用可能在几年后平衡的做法来重新发明他们的文字和比喻轮子。Torkelson 的解决方案涉及对现有材料的化学反应,采取了许多步骤 - 以及多年的开发和实施 - 超出了方程式。

他的演讲将强调在合成用于制造汽车轮胎的加成型聚合物方面取得的成功;逐步增长型聚合物,应用包括泡沫床垫和绝缘材料;和姊妹交联聚合物,不含有毒化合物,因此是一种非常可行的回收材料。Torkelson 还将介绍与可再加工聚合物网络相关的“阿喀琉斯之踵”的潜在解决方案。

Torkelson 是 McCormick 的化学与生物工程和材料科学与工程的 Walter P. Murphy 教授。他的研究得到了西北大学可持续发展与环境研究所的支持,他是该研究所关于塑料、生态系统和公共卫生 (PEPH)的多学科研究计划的一部分。PEPH 计划侧重于三个关键领域:材料和产品信息;空气、土地和水生态系统的发展;和公共卫生影响。

Tags: 污染, 环境

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