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新工艺可将聚乙烯转化为粘合剂,可牢固附着金属

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5982020-12-29 收藏

近日 ,美国加州大学伯克利分校的科研人员发明了一种新化学工艺,可将废弃塑料袋(主要成分为聚乙烯PE)回收处理后,转化为更有价值的粘合剂,实现聚乙烯的升级回收。


据介绍,加州大学伯克利分校(UC Berkeley)有机化学教授、研究小组组长John Hartwig和他的同事们利用一种基于钌(中间是金球)的催化剂,向聚乙烯聚合物链中添加特定的化学基团(在本例中为OH(红色)),从而形成一种氧化聚乙烯。它可牢固地附着在金属上,并保留了聚乙烯独特的塑料特性。


研究人员Katerina Malollari做了11次尝试都难以将水性乳胶漆与氧化聚乙烯(Ox-LDPE)分离,而此前乳胶漆基本都难以粘附在普通塑料上。


“聚乙烯链上通常有2000到10000个碳原子,每一个碳原子上都有两个氢原子——实际上,它是一个由叫做亚甲基的CH2基团组成的海洋。我们查阅了文献,寻找我们能找到的亚甲基位置官能化的活跃催化剂。” Hartwig教授说。


考虑到固体回收塑料需进行熔化处理,这就要求用于聚乙烯回收改性的催化剂能够在高温及非极性溶剂中工作,以便与非极性聚乙烯混合。


Hartwig和博士后助理Liye Chen研究了一种钌基催化剂(多氟钌卟啉),该催化剂能够满足这些要求,并且能够向聚合物链中添加OH基团,而不会使高活性的羟基使聚合物链断裂。


研究人员发现,催化作用使不到10%的聚合物发生化学变化,但却大大增强了其粘附在其他表面的能力。而聚乙烯粘合性的提升,应用潜力也不小——比如,人工髋关节和膝关节植入物通常将聚乙烯与金属部件结合在一起,聚乙烯粘合性的改进可以使其更好地粘附在金属上。功能化聚乙烯可用于电线涂层,提供将其他聚合物粘在一起的胶水(例如牛奶盒),或制造更耐用的塑料和金属复合材料,如玩具等。


Hartwig教授表示目前这一工艺在工业上还不够经济,但可进行改进。这一研发还意味着,其他催化剂可以与其他类型的塑料(如回收塑料瓶中的聚丙烯)协同工作,生产出具有经济吸引力的高价值产品。

来源:雅式橡胶网,如侵删

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