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地點(diǎn)： 長(zhǎng)沙市 開展時(shí)間： 2025-04-10 舉辦單位： 湖南水資源大會(huì)辦公室
湖南水利科技博覽會(huì)組委會(huì)、河南納威展覽服務(wù)有限公司、北京雙子座展覽有限公 -
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創(chuàng)新成果：自由組合的“積木”——PDK塑料
【塑料機(jī)械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】 塑料作為一種可塑性佳、應(yīng)用范圍廣泛的材質(zhì)被*青睞，自塑料開始使用至今，人類使用了大量的塑料制品，然而生產(chǎn)和回收處理效率的不對(duì)等使塑料垃圾問題隨之而來，盡管有大量回收工作和公眾活動(dòng)在此方面進(jìn)行努力，但人類依然長(zhǎng)期備受其困擾。
在前不久，美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室公布了一項(xiàng)新研發(fā)成果：聚二酮烯胺，也可以稱為PDK塑料。這種塑料打破了一直以來對(duì)塑料材質(zhì)的固有認(rèn)識(shí)，據(jù)悉，它可以在分子水平上被拆分成如同積木一樣的“零件”，可以反復(fù)重新組合，不會(huì)有任何性能損失，且合成后的新材料可以具有同原材料性能各不相同特點(diǎn)。這一科學(xué)成果發(fā)表在《自然化學(xué)》期刊上。
*，塑料是大量有機(jī)分子單體組成的聚合物，為了獲得更多特性的塑料制品，在生產(chǎn)過程中會(huì)加入一些特定的化學(xué)添加劑使之改變一些性能。塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，因此這些添加劑也很難被清除，成分混合的再生塑料性能也會(huì)因?yàn)槠浜胁煌瘜W(xué)成分的其他塑料雜質(zhì)而大打折扣，回收價(jià)值很低。
為獲得更高品質(zhì)的回收塑料必須要經(jīng)過分揀這一過程，但是資金和人力的巨大缺口使得到有效回收利用的塑料只占被生產(chǎn)出的很少一部分，更多的則是隨著不可回收垃圾一起被焚燒、填埋。目前可回收的塑料是PET -聚對(duì)苯二甲酸乙酯(乙烯對(duì)苯二甲酸酯)，但是回收率也只在20-30%。遺憾的是，除了加大對(duì)回收環(huán)節(jié)的資金投入，目前的多數(shù)解決辦法仍然集中在設(shè)法延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命或進(jìn)行工藝升級(jí)以生產(chǎn)更高質(zhì)量的產(chǎn)品等方面。
但是這種新型塑料的誕生改善了這個(gè)現(xiàn)狀。
“循環(huán)塑料和塑料升級(jí)換代是巨大的挑戰(zhàn)。我們已經(jīng)看到塑料垃圾泄漏到我們的水生生態(tài)系統(tǒng)的影響，而這一趨勢(shì)很可能會(huì)因?yàn)樗芰现圃鞌?shù)量的增加和下游對(duì)我們的市政回收基礎(chǔ)設(shè)施造成的壓力而加劇。”伯克利實(shí)驗(yàn)室的分子鑄造博士后彼得·克里斯坦森如此說，“過去生產(chǎn)的大多數(shù)塑料都沒考慮回收問題，但是我們發(fā)現(xiàn)的這種合成方式能夠從分子角度對(duì)其進(jìn)行回收利用。”
通過伯克利研究人員的試驗(yàn)證實(shí)，以高酸性溶液為介質(zhì)就可以將制造PDK塑料的單體從任何添加劑中分離出來，反之也可以將PDK聚合物分解成單體。酸破壞了單體與添加劑之間連接的鍵，將傳統(tǒng)塑料的不可變鍵變成可逆建，分離出原始狀態(tài)的單體材料，使基礎(chǔ)材料與生產(chǎn)過程中所添加的化學(xué)品完全分離開來，通過動(dòng)態(tài)共價(jià)二酮烯胺鍵實(shí)現(xiàn)塑料閉環(huán)回收，使塑料擁有像金屬一樣被“重鑄”的特性，從而實(shí)現(xiàn)塑料制品能更有效地被回收利用。
研究人員表示，這種新塑料還具有廣泛的熱和機(jī)械性能，在紡織品、3D打印和泡沫塑料等領(lǐng)域有良好的前景，可以很好地代替目前使用的許多不可回收塑料。他們還希望在PDK塑料中加入更多的植物化合物和其他可持續(xù)材料以開發(fā)其更多的特性。與此同時(shí)也期待未來能建設(shè)PDK相關(guān)的回收改造設(shè)施，將這一技術(shù)廣泛推廣，傳統(tǒng)塑料如果被PDK塑料取代，在未來對(duì)塑料的回收將會(huì)更加。
資料參考：環(huán)球網(wǎng)、參考消息、科技深度君
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