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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(chǎng)，但科學(xué)家們最近有了一個(gè)可能的解決方案：他們開(kāi)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(kāi)以釋放諸如生物殺滅劑之類(lèi)的載物。
????????“全世界每天生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)噸聚氨酯用于泡沫、塑料、運(yùn)動(dòng)鞋、絕緣材料和其他產(chǎn)品，”在會(huì)上展示這項(xiàng)研究的博士生Ephraim Morado說(shuō)，“但是人們使用完畢后通常會(huì)丟棄這些材料。”廢棄的聚氨酯最終會(huì)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(kāi)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(chǎng)。”
????????當(dāng)然，Morado并不是唯一一個(gè)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(shuō)：“許多對(duì)回收利用感興趣的人正試圖將聚合物分解成原來(lái)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?huì)更簡(jiǎn)單便宜，短時(shí)間內(nèi)業(yè)內(nèi)也會(huì)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(jiàn)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(lái)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(méi)有水的情況下溶解聚合物。經(jīng)過(guò)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(shí)內(nèi)在室溫下溶解聚氨酯。典型的焚燒法需要超過(guò)1,400 華氏度來(lái)避免有毒氣體的形成，新方法與傳統(tǒng)方法相比對(duì)環(huán)境的要求大大減弱。與水不同，二氯甲烷會(huì)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(shí)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(kāi)發(fā)在二氯甲烷溶劑中用幾滴酸處理時(shí)溶解的粘合劑。另一個(gè)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(duì)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。
