多層塑料材料已經(jīng)在食品和醫(yī)療包裝中得到了數(shù)千種應(yīng)用。它們能隔絕光線、氧氣和水分，防止無(wú)菌注射器污染，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。根據(jù)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的一份新聞稿，全球每年生產(chǎn)約1億噸多層熱塑性塑料——每層塑料由多達(dá)12層不同的聚合物組成。由于沒有辦法分離這些聚合物，幾乎所有的塑料最終都會(huì)被填埋或焚燒。威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的工程師們開創(chuàng)了一種利用溶劑回收這些材料中聚合物的方法。這項(xiàng)技術(shù)被稱為溶劑靶向回收和沉淀（STRAP）處理。
在聚合物溶解度熱力學(xué)計(jì)算的指導(dǎo)下，通過(guò)使用一系列溶劑洗滌，威斯康星大學(xué)麥迪遜化學(xué)和生物工程教授及其學(xué)生使用STRAP工藝分離由聚乙烯、乙烯-乙烯醇和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯組成的商用塑料中的聚合物。研究人員稱，分離出來(lái)的聚合物在化學(xué)上與制作原始薄膜的聚合物相似。
該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在希望利用回收的聚合物來(lái)制造新的塑料材料，并證明這一過(guò)程有助于關(guān)閉回收循環(huán)。特別是，它可以使多層塑料制造商回收生產(chǎn)和包裝過(guò)程中產(chǎn)生的40%的塑料廢料。
“我們已經(jīng)用一種多層塑料證明了這一點(diǎn)，”研究人員說(shuō)，“我們需要嘗試其他多層塑料，擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)模。”
隨著多層塑料的復(fù)雜性增加，確定能作用于每種聚合物的溶劑的難度也隨之增加。這就是為什么STRAP依賴于一種計(jì)算方法，稱為現(xiàn)實(shí)溶劑的導(dǎo)體狀篩選模型（COSMO-RS）來(lái)指導(dǎo)這個(gè)過(guò)程。COSMO-RS能夠計(jì)算出目標(biāo)聚合物在不同溫度下在溶劑混合物中的溶解度，縮小了潛在溶劑的數(shù)量。使得該團(tuán)隊(duì)可以實(shí)驗(yàn)性地探索候選溶劑。
研究人員說(shuō)：“這使我們能夠處理這些更加復(fù)雜的系統(tǒng)，如果你真的要在回收世界中有所作為，這是必要的。”
最終的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，讓研究人員能夠找到溶劑組合來(lái)回收各種多層塑料。該團(tuán)隊(duì)還希望研究其使用的溶劑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，并建立一個(gè)綠色溶劑數(shù)據(jù)庫(kù)，使他們能夠更好地平衡其功效、成本和環(huán)境影響。
該項(xiàng)目源于威斯康星大學(xué)麥迪遜分校在催化方面的專業(yè)知識(shí)。幾十年來(lái)，該大學(xué)的化學(xué)和生物工程研究人員開創(chuàng)了溶劑反應(yīng)的先河，將生物質(zhì)（如木材或農(nóng)業(yè)廢棄物）轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物質(zhì)或燃料前體。這些專業(yè)知識(shí)大部分也轉(zhuǎn)化為溶劑型聚合物回收。
該團(tuán)隊(duì)正在通過(guò)新成立的由多所大學(xué)組成的廢棄塑料化學(xué)升級(jí)循環(huán)中心繼續(xù)進(jìn)行STRAP加工研究。
文章來(lái)源：中塑在線
原標(biāo)題：《【行業(yè)動(dòng)態(tài)】以溶劑為基礎(chǔ)的工藝有望回收多層塑料》
