康奈尔大学研究团队在塑料回收技术领域取得重要突破,成功开发出一种能够显著提升聚乙烯和聚丙烯混合回收物质量的新方法。这项发表在《美国化学会志》上的研究成果,为解决全球塑料污染问题提供了创新性解决方案。
由化学与化学生物学教授Geoffrey Coates领导的研究团队,经过系统研究开发出一种经济可行的塑料回收添加剂制备工艺。该技术利用市售有机烷基过氧化物作为关键材料,通过精确控制反应条件,成功实现了聚乙烯和聚丙烯分子的有效键合。博士后研究员Moritz Kränzlein和博士生Shilin Cui作为共同主要作者,在技术开发过程中发挥了关键作用。
"我们始终将成本效益作为首要考虑因素,"Kränzlein表示,"每次项目讨论,Coates教授的第一个问题总是关于成本控制。"研究团队历时18个月,经过200多次实验优化,最终确定了最佳工艺参数。实验数据显示,在特定温度条件下,有机烷基过氧化物能够从高密度聚乙烯和等规聚丙烯中高效提取氢分子,促使它们形成性能优良的共聚物。
这种创新性的共聚物添加剂被研究人员形象地称为"塑料肥皂"。它能够显著改善不同塑料相之间的相容性,有效解决传统回收过程中材料性能下降的问题。"就像肥皂能促进油水混合一样,我们的添加剂能帮助聚乙烯和聚丙烯实现分子层面的融合,"Kränzlein解释道,"这使回收材料的机械性能得到明显提升。"
该技术的另一重要优势在于其良好的产业化前景。研究团队表示,所使用的原料均为市售产品,反应条件温和可控,具备规模化生产的潜力。目前,Coates教授已通过康奈尔大学Praxis风险投资中心创办了初创公司,专门致力于这项相容剂技术的商业化开发。
"我们的长期目标是开发出性能超越单一聚合物的新型塑料合金,"Coates教授表示,"这种材料将兼具聚乙烯和聚丙烯的优点,有望显著减少包装材料的使用量。"研究团队计划进一步优化工艺参数,探索该技术在更多类型塑料回收中的应用可能性。
这项突破性技术不仅能够提高塑料回收率,还将大幅降低回收过程中的能源消耗,对推动塑料循环经济发展具有重要意义。随着后续研究的深入和产业化进程的推进,该技术有望为全球塑料污染治理提供新的解决方案。
更多信息: Moritz Kränzlein 等人,《一步自由基诱导合成接枝共聚物以实现聚乙烯和聚丙烯的有效增容》,《美国化学会志》 (2025)。期刊信息: 美国化学会志













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