熱固性塑膠也能“綠色化”!瑞典科學家找到替代品 僅需一些木材廢料

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,

據報道,大多數熱固性樹脂不僅由不可再生成分製成,而且很難回收利用。瑞典科學家已經著手解決這些問題,他們開發了一種新的以木質素為基礎的類似熱固性材料,這種材料可以重複使用多次。

木質素是一種有機聚合物,它構成了包括樹木在內的許多植物的支撐組織。它也是紙漿和造紙工業的副產品,此前曾被提出用於更便宜的電池、廢棄的碳纖維和更強的混凝土等應用。

近期,斯德哥爾摩大學(Stockholm University)的研究人員將木質素與一種從乙二醇中提取的無毒交聯化學物質結合,創造出了一種與傳統熱固性樹脂特性相似的材料。這項研究成果已於近期發表在了《ACS應用材料與介面》雜誌上。

據瞭解,這種新工藝不需要事先對木質素進行化學改變,只需將它與交聯劑一起“煮一煮”即可。由此產生的黑色材料可以透過傳統的鑄造或注射成型技術形成多種形狀。

此外,透過改變木質素與交聯劑的比例,可以調整材料的特性——它可以是軟的和硬的,硬的和脆的,甚至是一種強力粘合劑的形式。在所有情況下,它還可以被熱分解並重復使用多次,保持與現有工程塑膠相當的機械強度。

斯德哥爾摩大學副教授Mika Sipponen說,“我們開發的材料完全符合當前可持續迴圈材料的發展趨勢。由於這種材料的設計是由所謂的動態共價鍵組成的,因此這種材料可以透過相對溫和的加熱反覆形成。”

通常,人們所說的塑膠回收均是指熱塑性塑膠,而熱固性塑膠由於固化成型後形成交聯結構,不能再次融化成型,所以回收較為困難,實際回收應用也較少。目前,只有聚氨酯等由小規模的商業化回收。現在熱固性塑膠的用量約佔全部塑膠的15%,絕對數量很大,因此對其的回收利用也顯得越來越重要和緊迫。

常用的熱固性塑膠種類並不多,主要有聚氨酯(PU)、環氧樹脂(EP)、酚醛樹脂(PF)、不飽和聚酯(UP)、密胺樹脂(UF)等。其中,又以PU、PF用量最多,各佔熱固性塑膠總量的1/3左右。

PU一半以上的產量用於軟泡沫(如傢俱、床墊、汽車內飾件等);硬泡沫是PU的第二大用途,主要用於建築、工業的絕熱材料以及包裝、交通運輸商;反應注射成型和澆鑄PU則主要用在汽車內飾配件商。另外,還可用於農業、採礦、體育等器械上。PF的主要用途是製造膠合板、粘結劑、膠黏劑、塗料等。

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