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可降解聚氨酯使其成分重獲新生
????????目前聚氨酯廢料正逐漸堆滿垃圾填埋場，但科學(xué)家們最近有了一個可能的解決方案：他們開發(fā)了一種降解聚氨酯的方法。當(dāng)原始產(chǎn)品到達(dá)使用壽命，聚合物可以很容易地被溶解以制造如強(qiáng)力膠等新產(chǎn)品。這些聚氨酯也可以用于微膠囊中，這些膠囊可以打開以釋放諸如生物殺滅劑之類的載物。
????????“全世界每天生產(chǎn)數(shù)百萬噸聚氨酯用于泡沫、塑料、運(yùn)動鞋、絕緣材料和其他產(chǎn)品，”在會上展示這項(xiàng)研究的博士生Ephraim Morado說，“但是人們使用完畢后通常會丟棄這些材料。”廢棄的聚氨酯最終會被填埋，或者焚燒。這需要大量的能量并產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)品。他指出：“作為替代方案，我們希望開發(fā)下一代聚氨酯。它可以很容易地降解，再加工成新的材料如粘合劑或涂料并投向市場。”
????????當(dāng)然，Morado并不是唯一一個尋求重復(fù)使用聚合物的方法的科學(xué)家。項(xiàng)目首席研究員Steven Zimmerman博士說：“許多對回收利用感興趣的人正試圖將聚合物分解成原來的原料然后重新制作相同的聚合物。我們正在采取一種非常不同的中間方法。因?yàn)樗鼤唵伪阋耍虝r間內(nèi)業(yè)內(nèi)也會有興趣使用。”Zimmerman的實(shí)驗(yàn)室位于伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校。“我們正試圖將我們的聚合物分解成一些工業(yè)上常見的原料。”
????????常規(guī)聚氨酯和Morado的聚氨酯之間的關(guān)鍵區(qū)別在于，Morado的聚氨酯中加入了羥基縮醛作為單體之一。 Zimmerman的團(tuán)隊(duì)首先使用一種特殊的含碘縮醛來制備可降解聚合物和聚丙烯酰胺凝膠。在團(tuán)隊(duì)早期的研究中，聚合物可以溶解在弱酸性水中。
????????Morado發(fā)明了一種能加入非常規(guī)聚氨酯的新型縮醛。這樣他就可以在沒有水的情況下溶解聚合物。經(jīng)過數(shù)月的研究，他發(fā)現(xiàn)三氯乙酸在二氯甲烷(一種有機(jī)溶劑)中的溶液可在短短三小時內(nèi)在室溫下溶解聚氨酯。典型的焚燒法需要超過1,400 華氏度來避免有毒氣體的形成，新方法與傳統(tǒng)方法相比對環(huán)境的要求大大減弱。與水不同，二氯甲烷會使材料膨脹。這種膨脹使酸能夠到達(dá)聚氨酯分子鏈的主鏈，使縮醛基團(tuán)化學(xué)鍵斷裂。降解釋放出醇單體。這些單體隨后就可用于制造新產(chǎn)品。其中粘合劑的性能可與超強(qiáng)力膠相媲美。
????????Morado還發(fā)明了其他含縮醛的聚氨酯，當(dāng)暴露在光線下時可觸發(fā)降解。他用這些材料制造了可以包含除草劑甚至生物殺滅劑的微膠囊，用于殺死藤壺和其他粘在船體上的生物。他和Zimmerman也正在開發(fā)在二氯甲烷溶劑中用幾滴酸處理時溶解的粘合劑。另一個潛在的應(yīng)用是在電路板上：如果原始芯片出現(xiàn)故障，降解聚氨酯可以將已經(jīng)牢固粘在電路板上的芯片拆下?lián)Q新。
????????此外，該團(tuán)隊(duì)正致力于研究聚氨酯如何在更溫和的條件(與醋反應(yīng))下降解。這對于可降解縫合線或家庭應(yīng)用(例如可拆卸圖片懸掛器)尤其有用。
