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研究人员将再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料与生物基化合物进行化学结合,生产出更高价值的纤维增强塑料。
美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员发现了一种塑料再循环方法 - 将废弃产品转化为质量更高,环境价值更高的新型高价值材料 - 可以经济地激励废塑料的回收利用并帮助解决世界上最迫在眉睫的污染问题之一。
在《Joule》上发表的文章“ 将再生PET与生物基单体结合使塑料再循环 ”描述了NREL团队如何将一次性饮料瓶形式的再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料与生物基化合物化学结合生产更高价值的纤维增强塑料(FRP),可用于从滑雪板,汽车零件到风力涡轮机的产品。所得到的复合材料不仅价值超过原始PET的两倍,与标准石油衍生的FRP相比,FRP具有两倍的强度和改善的与玻璃纤维的粘合性。
“现在大多数的回收利用都是降级循环,资金动机很少,”该论文主要作者之一、资深研究员GreggBeckham说。“我们知道,每年美国生产大约2600万吨PET,但只有30%的PET瓶被回收利用,我们的研究结果表明,在实现循环材料经济方面取得了重大进展。”
NREL高级研究员Gregg Beckham和材料科学家Nic Rorrer正在研究升级回收的过程:将现有废弃物中的PET分解,并将其与生物质衍生的化合物结合起来,制造出更有价值的东西,如纤维增强复合材料。摄影:Dennis Schroeder / NRE
NREL团队还包括聚合物研究员Nic Rorrer,他之前曾使用生物基粘康酸和分解再生PET。“我们很高兴能够开发出一种激励塑料回收经济学的技术,最终目标是减少垃圾填埋场和海洋中废塑料的数量。”
此外,与石油基FRP的标准制造工艺相比,该工艺更节能且危害更小。NREL对FRP材料进行了供应链分析,发现与生产石油基复合材料的工艺相比,节约了大量的能源和减少温室气体排放。这项研究代表了可持续方法的一个潜在的进步,将塑料提升为长效,高性能的材料,可以促进全世界的回收利用。
《Joule》报道的工作得到了NREL实验室指导研究和开发计划的资助,并得到了美国能源部(DOE)生物能源技术办公室的额外资助。
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