化學上的突破使之前不可回收的PVC實現再利用
化學方面的進展不斷將新材料帶入可回收領域,密歇根大學的一個團隊的新工作瞄準了當今最難再利用的材料之一。科學家們已經開發出一種將廢棄的PVC(聚氯乙烯)轉化為可用產品的方法,當涉及到這種傳統上不可回收的材料時,開啟了一些有趣的新可能性。
就產量和數量而言,聚氯乙烯在塑料中名列前茅,並被用於從管道和地板到浴簾和衣服的各種用途。然而,它在美國的回收率為零,由於其有毒成分,回收這種材料的努力受到阻礙。
研究報告的第一作者Danielle Fagnani說:”PVC是那種沒有人願意處理的塑料,因為它有自己獨特的問題。PVC通常含有大量的增塑劑,這些增塑劑會污染回收產品中的所有東西,而且通常有較高毒性,還會在一定的熱量下迅速釋放出鹽酸。”
增塑劑被添加到普通塑料中,以提高其耐用性和靈活性,但其中一些增塑劑對人類健康有嚴重風險,雙酚A就是一個特別著名的例子。另一個例子是鄰苯二甲酸鹽,由於它們在日常用品中的廣泛使用,被稱為”無處不在的化學品”,它們與內分泌紊亂、兒童癌症和過早死亡有關。
PVC中的鄰苯二甲酸鹽是該材料最有害的成分之一,這些鄰苯二甲酸鹽和其他增塑劑在依靠熱處理的傳統回收過程中被浸出。這個過程也會從PVC中釋放出鹽酸,這可能會導致化學灼傷並腐蝕回收設備。
因此,法格納尼和她的同事們正在試驗不依賴加熱的PVC回收方式,這導致了一種具有一些令人興奮的潛力的新型電化學技術。該團隊利用電子來分解材料中的碳氯鍵,並通過使用PVC增塑劑之一來調解這一過程,能夠精確控製鹽酸的釋放。
Fagnani說:”我們發現的是,它仍然釋放鹽酸,但速度要慢得多,更容易控制。”
這使得酸可以被收集起來,並作為試劑用於其他化學反應,同時該過程還產生氯離子,可用於氯化分子,用於製藥和農業產品。該方法也留下了其他材料,科學家們正試圖找到這些材料的用途,因此還有改進的餘地,這項工作展示了人們可以如何利用化學回收來賦予有問題的材料以第二次生命。
該項技術主要研究人員Anne McNeil說:”人類創造了這些神奇的材料,在許多方面改善了我們的生活,但同時又如此短視,沒有考慮到如何處理這些廢料,這是人類的失敗。在美國,我們仍然停留在9%的回收率上,而且這只是少數幾種類型的塑料。而且,即使是我們回收的塑料,它也導致了越來越低質量的聚合物。我們的飲料瓶再也不能成為飲料瓶了。它們變成了紡織品或公園的長椅,然後最終被填埋。”
這項研究發表在《自然化學》雜誌上。