用糖制成的新型塑料:可回收和降解
塑料垃圾回收示意图。
科学家发明了一类用糖制成的新型塑料,不仅具有普通塑料的所有特性,而且可以循环使用、或者降解。
现在大量使用的普通塑料都是从石油的衍生产品制成,难以降解,已经成为全世界污染一个主要来源。1月14日发表于《美国化学会志》(JACS)的一份研究发明了一种新技术,利用糖基原料制成了两种聚合物,适合作为塑料的替代品。一种软一些,类似橡胶;另一种硬一些,和普通塑料没什么区别。
研究人员使用异甘露糖醇(isomannide)和异艾杜醇(isoidide)这两种糖醇(sugar alcohols)作为原材料。用异甘露糖醇制成的聚合物在强度和硬度上和普通塑料差不多,但是还具有很好的弹性,变形了以后还能自己恢复,有点像橡胶。而异艾杜醇制成的聚合物基本和普通塑料差不多,研究人员称其强度和延展性可以达到高档工程塑料尼龙6(Nylon-6)的标准。
这两种新型聚合物的一个优势在于,在经受了像机械回收塑料过程常用的碾碎、热处理等工序后,这类新型聚合物还能保持极好的机械特性。
除了便于机械回收再利用,新型聚合物还可以在不改变其塑料特性的基础上,按照需要设计成具有不同的降解度。研究称利用先进的电脑模型计算,他们可以分别控制最终聚合物的材料特性和降解度,也就是说调整这种塑料的降解度不会影响到它的材料特性。
由于两种聚合物化学成分很接近,它们可以按照比例混合,制造出具有不同特性的、适合于不同用途的产品。主要研究员之一英国伯明翰大学(University of Birmingham)化学系的康纳·斯塔布斯(Connor Stubbs)说:“可以混合这两种聚合物制造不同的材料,这对于回收过程也是一个优势。现在的回收过程因为常常遇到完全不同的原材料而比较复杂。”