密歇根大學開發新技術回收紙尿片製成粘合劑
紙尿褲內的超強吸水材料是由聚丙烯酸聚合物組成,一旦受潮就會膨脹。 現在密歇根大學的一個團隊已經開發出一種技術來解開這些吸收性聚合物,並將其回收為類似於粘性紙條和繃帶中使用的粘合劑材料。 他們的成果發表在《自然通訊》上。
研究人員表示,他們專注於塑膠的化學回收。 化學回收是利用化學轉化來製造一種增值材料,或者至少是一種與原始材料一樣有價值的材料。 一般來說,塑膠的韌性和耐用性,導致其難以回收。 特別是聚合物很難被分解,因為它們是由穩定的鍵連接在一起。
這些研究人員與寶潔公司合作開發了一個三步法,將超吸收性聚合物變成可重複使用的粘合劑。 該方法節能並能在工業規模上部署。 研究人員表示,超強吸水聚合物特別難以回收,因為它們被設計為抗降解並永久保留水分。 超吸收性聚合物和粘合劑都是丙烯酸衍生物。 這種共同的起源激發了他們的回收想法。
超吸收材料中的聚合物看起來就像一張鬆散的漁網,只不過這些聚合物不是蜂窩狀的網,而是每2000個單位就有一個交聯,這足以形成一個不溶性的網路結構。 為了回收這些材料,研究人員需要找到一種方法,將網路聚合物脫鏈成水溶性的鏈。 研究人員發現,當這些聚合物在有酸或鹼的情況下被加熱時,它們的交聯就會斷裂。
研究人員還需要確定這些過程在工業規模上是否可行。 研究發現,根據二氧化碳的釋放量,使用這種酸法解除交聯的聚合物全球變暖可能性比使用鹼法降低10倍,並比使用鹼法所需的能源少10倍。 接下來,研究人使用超聲波縮短材料中的聚合物長鏈,可以在不改變鏈的化學特性的情況下將鏈切成碎片。 最後,研究人員將聚合物鏈上的酸基轉化為酯基。 這使其特性從水溶性變為有機溶性,並且它們變得粘稠,就像粘合劑一樣。 這個反應中使用的試劑,同時也是溶劑,可以被回收和再利用。