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研究者合成 可生物降解聚酯 废旧化纤回 收问题有望解决

时间: 2018-07-23 18:00:26     点击量:

  在纺织领域中,由聚烯烃制 成的纤维材料的应用十分广泛,其中最具有 代表性的是聚丙烯纤维(俗称“丙纶”)和聚乙烯纤维。 丙纶可以纯 纺或与其他纤维混纺来制作各种衣料,也可以用于 混凝土增强材料、工业用织物、非织造布等,如地毯、工业滤布、吸油毯以及装饰布等。聚乙烯纤维 主要用于生产渔网和绳索,或纺成短纤 维后用作絮片,也可用于工 业耐酸碱织物。 我国是化纤 生产与应用的大国,每年聚烯烃 类产品的生产量遥遥领先。然而在行业 快速发展的同时,随之而来的 废旧制品的处理问题也越来越棘手。废旧化纤或 许需要几个世纪才能降解,只能被当作 垃圾填埋或者简单焚烧处理,这些做法不 仅严重污染了环境,还造成了极 大的资源浪费。 现在,美国弗吉尼 亚理工大学的研究人员使用一种新型的催化剂和聚酯聚合物合成了一种可生物降解的聚烯烃替代品。这一突破性 研究最终可将该新型聚合物替代烯烃聚合物,对可持续发 展具有深远的影响和意义。 聚合物化学 中最大的挑战之一是控制聚合物的立构规整度或立体化学结构。将单体中的 次级单元接枝在大分子链时,科学家很难 合成出一个与聚合物主链截断的侧链官能团排列一致的高分子聚合物。这些侧链官 能团会极大地影响聚合物的物理和化学性质,常规立体化 学结构可以赋予材料更好的性能。 该团队现在 已经找到了一种方法,可以用聚酯 合成出具有规则立体化学结构的材料。该反应是使 用家用灯泡引发的聚合反应,以一种新型的Ni / Ir作为光催化剂,并用一个立 体选择性的Zn催化剂来引发OCA(O-carboxyanhydride)单体的开环 聚合反应来合成这些改进的聚酯。 OCA是由氨基酸 组成的天然有机化合物,因此以OCA为原料合成 的聚酯会降解,这与目前广 泛使用的不可降解的聚烯烃不同。此外,OCA可以给聚酯 引入不同的官能团,进而使聚合 物的应用多样化。 研究小组已 将最近的成果发表在《Nature Communications》杂志上,虽然该技术 仅在学术实验室规模上得到了验证,但就目前而言,这已经是材 料研究的一大进步,希望未来能 生产出可生物降解的绿色聚酯材料来取代今天广泛存在的聚烯烃类化纤,解决其回收 和循环再利用问题,实现人类的 可持续发展目标。

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