废吸塑回收(科学家们设法回收了以前无法回收的PVC塑料)

Posted 2023-05-25

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废吸塑回收(科学家们设法回收了以前无法回收的PVC塑料)

PVC，即聚氯乙烯，是美国和全球广泛使用的一种塑料，按产量计算，在全球排名第三。它可以在各种日常产品中找到，包括医院设备，如塑胶管道、血袋和口罩。PVC还被用于建筑材料，如窗框、房屋装饰、护墙板和地板。此外，它还被用于电线的涂层和各种物品，如浴帘、帐篷、防水布和衣服。

但作为一种回收过程中容易产生污染甚至有毒的塑料，它的回收利用率长期为零。现在，密歇根大学的研究人员，在研究第一作者Danielle Fagnani和主要研究人员Anne McNeil的带领下，发现了一种将PVC化学回收为可用材料的方法。他们利用增塑剂中的邻苯二甲酸盐 - PVC最有害的成分作为化学反应的媒介，研究结果发表在《自然化学》杂志上。

Fagnani说："PVC是那种没有人愿意处理的塑料，因为它有自己独特的问题，"他作为麻省理工学院化学系的博士后研究人员完成了这项工作。"PVC通常含有大量的增塑剂，这些增塑剂会污染回收流中的所有东西，而且通常非常有毒。它还会在一定的热量下迅速释放出盐酸。"

塑料的回收通常是通过将其融化并将其改造成质量较低的材料，这个过程称为机械回收。但当对PVC加热时，其主要成分之一，即增塑剂，非常容易从材料中浸出，然后，它们可以滑入回收流中的其他塑料。此外，盐酸在加热时很容易从PVC中释放出来。它可能会腐蚀回收设备，并对皮肤和眼睛造成化学灼伤--这对回收厂的工人来说并不理想。

更重要的是，邻苯二甲酸盐--一种常见的增塑剂是剧毒的内分泌干扰物，这意味着它们可以干扰甲状腺激素、生长激素和涉及哺乳动物（包括人类）生殖的激素。

因此，为了找到一种不需要加热的PVC回收方式，Fagnani开始探索电化学。一路走来，她和团队发现，呈现出主要回收困难之一的增塑剂可以被用于分解PVC的方法中。事实上，增塑剂提高了该方法的效率，而电化学方法又解决了盐酸的问题。

"我们发现的是，它仍然会释放出盐酸，但速度要慢得多，更容易控制，"Fagnani说，聚氯乙烯是一种具有碳氢化合物主干的聚合物，由单一的碳-碳键组成。每一个其他的碳基都连接着一个氯基。在热激活的情况下，盐酸会迅速弹出，导致聚合物主干上的碳-碳双键出现。

但研究小组转而利用电化学将一个电子引入该系统，从而使该系统带有负电荷。这打破了碳-氯键，并导致一个带负电的氯离子。由于研究人员使用的是电化学，他们可以测量电子被引入系统的速度，这控制了盐酸产生的速度。

盐酸可以被工业界用作其他化学反应的试剂，氯离子还可以用来氯化被称为arenes的小分子，这些芳烃可用于制药和农业成分。这种聚合物还剩下一些材料，该小组仍在寻找其用途。Fagnani说，这项研究显示了科学家们可能会考虑用化学方法回收其他困难的材料。

"让我们对塑料配方中的添加剂采取战略性的态度，目前的小组成员正试图进一步提高这一过程的效率。"Fagnani说，他现在是Ashland公司的一名研究科学家，该公司专注于为消费品（如洗衣粉、防晒霜和洗发水）制造可生物降解的特种添加剂。

McNeil实验室的重点是开发化学回收不同种类塑料的方法。将塑料分解成它们的组成部分可以产生非降解材料，工业界可以将其重新纳入生产中。

McNeil说："人类创造了这些神奇的材料，在许多方面改善了我们的生活，但同时又如此短视，没有考虑到如何处理这些废料，这是人类的失败。在美国，我们仍然停留在9%的回收率上，而且这只是少数几种类型的塑料。而且，即使是我们回收的塑料，它也导致了越来越低质量的聚合物。我们的饮料瓶再也不能成为饮料瓶了。它们变成了纺织品或公园的长椅，然后最终被填埋。"