PVC，即聚氯乙烯，是美國和全球廣泛使用的一種塑料，按產量計算，在全球排名第三。它可以在各種日常產品中找到，包括醫院設備，如塑膠管道、血袋和口罩。PVC還被用於建築材料，如窗框、房屋裝飾、護牆板和地板。此外，它還被用於電線的塗層和各種物品，如浴簾、帳篷、防水布和衣服。

但作為一種回收過程中容易產生污染甚至有毒的塑料，它的回收利用率長期為零。現在，密歇根大學的研究人員，在研究第一作者Danielle Fagnani和主要研究人員Anne McNeil的帶領下，發現了一種將PVC化學回收為可用材料的方法。他們利用增塑劑中的鄰苯二甲酸鹽- PVC最有害的成分作為化學反應的媒介，研究結果發表在《自然化學》雜誌上。

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，”他作為麻省理工學院化學系的博士後研究人員完成了這項工作。”PVC通常含有大量的增塑劑，這些增塑劑會污染回收流中的所有東西，而且通常非常有毒。它還會在一定的熱量下迅速釋放出鹽酸。”

塑料的回收通常是通過將其融化並將其改造成質量較低的材料，這個過程稱為機械回收。但當對PVC加熱時，其主要成分之一，即增塑劑，非常容易從材料中浸出，然後，它們可以滑入回收流中的其他塑料。此外，鹽酸在加熱時很容易從PVC中釋放出來。它可能會腐蝕回收設備，並對皮膚和眼睛造成化學灼傷–這對回收廠的工人來說並不理想。

更重要的是，鄰苯二甲酸鹽–一種常見的增塑劑是劇毒的內分泌干擾物，這意味著它們可以乾擾甲狀腺激素、生長激素和涉及哺乳動物（包括人類）生殖的激素。

因此，為了找到一種不需要加熱的PVC回收方式，Fagnani開始探索電化學。一路走來，她和團隊發現，呈現出主要回收困難之一的增塑劑可以被用於分解PVC的方法中。事實上，增塑劑提高了該方法的效率，而電化學方法又解決了鹽酸的問題。

“我們發現的是，它仍然會釋放出鹽酸，但速度要慢得多，更容易控制，”Fagnani說，聚氯乙烯是一種具有碳氫化合物主幹的聚合物，由單一的碳-碳鍵組成。每一個其他的碳基都連接著一個氯基。在熱激活的情況下，鹽酸會迅速彈出，導致聚合物主幹上的碳-碳雙鍵出現。

但研究小組轉而利用電化學將一個電子引入該系統，從而使該系統帶有負電荷。這打破了碳-氯鍵，並導致一個帶負電的氯離子。由於研究人員使用的是電化學，他們可以測量電子被引入系統的速度，這控制了鹽酸產生的速度。

鹽酸可以被工業界用作其他化學反應的試劑，氯離子還可以用來氯化被稱為arenes的小分子，這些芳烴可用於製藥和農業成分。這種聚合物還剩下一些材料，該小組仍在尋找其用途。Fagnani說，這項研究顯示了科學家們可能會考慮用化學方法回收其他困難的材料。

“讓我們對塑料配方中的添加劑採取戰略性的態度，目前的小組成員正試圖進一步提高這一過程的效率。”Fagnani說，他現在是Ashland公司的一名研究科學家，該公司專注於為消費品（如洗衣粉、防曬霜和洗髮水）製造可生物降解的特種添加劑。

McNeil實驗室的重點是開發化學回收不同種類塑料的方法。將塑料分解成它們的組成部分可以產生非降解材料，工業界可以將其重新納入生產中。

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。”