塑料回收研究需要可靠的聚合物数据这个数据库已经准备好通知他们
2025-11-04 22:16

塑料回收研究需要可靠的聚合物数据这个数据库已经准备好通知他们

  研究人员已经建立了一个聚合物特性数据数据库,作为塑料回收研究的基线在这样做的过程中,他们发现许多市售聚合物的物理和化学性质与制造商的规格不同。

  聚合物工业使用超过10,000种独特的化学品聚合物添加剂可分为四类——功能性添加剂(包括阻燃剂和增塑剂)、着色剂、填料和增强剂。然而,众所周知,聚合物添加剂会阻碍化学聚合物回收过程例如,2022年的一项研究发现,胺类、酚类、亚磷酸盐和金属硬脂酸盐添加剂都减缓了聚乙烯在沸石催化剂上的分解同样,单独的研究表明,酚类添加剂改变了聚乙烯加氢裂化的产物分布

  聚合物的物理性质,如分子量和分支密度,也会影响它们的循环化学性质。例如,等规聚丙烯形成的氢解产物比类似的同规和无规起始材料要小得多

  现在,受到生物质增值界基准研究的启发,由美国国家可再生能源实验室的Gregg Beckham和Nicholas Rorrer领导的一个团队已经确定了59种商用聚合物的化学和物理性质,并将他们的数据汇编到一个在线数据库中。它包括分子组成、聚合物形态、分子质量分布、热性能、元素组成和添加剂的存在等信息。

  数据库中的59种聚合物约占2018年全球聚合物产量的95%,包括聚烯烃、缩合聚合物和共聚物。贝克汉姆说:“我们之所以选择这些聚合物,是因为它们的年产量超过100万吨。”

  “我们做这项工作的主要动机是为使用这些特殊塑料的社区提供资源,并提供综合表征方法的描述,”贝克汉姆说。

  该团队使用一系列分析工具对聚合物进行了表征,包括傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法和电感耦合等离子体质谱法。他们发现并不是所有的财产都像报道的那样。例如,6种聚合物具有双峰分子质量分布,10种聚合物表现出意想不到的热性能,5种聚合物的质量分布与供应商的规格不同。

  这些聚合物还含有二氧化钛和锑等添加剂,以及一些研究小组无法识别的添加剂。“我不知道,”美国密歇根大学的聚合物可持续发展专家安妮·麦克尼尔在发现锑被用作生产聚对苯二甲酸乙二醇酯的催化剂时评论道。“这项工作将让很多人开阔眼界,更多地思考杂质和添加剂如何影响它们的化学性质。”

  “(聚合物混合物)比纯材料带来了更大的挑战,”麦克尼尔继续说道。“在研究复杂材料和他们在这里所做的事情之间的一个步骤是去杂货店,拿出真正的产品,看看它们与(研究人员)在这里研究的有什么不同。”麦克尼尔总结道:“我的猜测是,真正的产品会受到更多添加剂的污染。”我觉得这是下一步最重要的一步。

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