【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】4月2日消息,一項關于橡膠廢料處理的新技術在美國UNC-Chapel Hill大學取得突破性進展,為全球橡膠回收行業(yè)帶來了綠色轉型的希望。這項研究成果近日在《自然》雜志上發(fā)表,不僅引起了學術界的廣泛關注,也為橡膠廢料的可持續(xù)處理提供了全新思路。
每年,全球范圍內(nèi)廢棄的輪胎數(shù)量驚人,僅美國2021年就有超過2.74億個輪胎報廢。這些廢舊輪胎中,有相當一部分被填埋處理,不僅占用了大量土地資源,還可能引發(fā)化學滲濾和自燃等環(huán)境問題。傳統(tǒng)的橡膠回收方法,如熱解,雖然在一定程度上能夠實現(xiàn)橡膠的再利用,但過程中產(chǎn)生的苯和二惡英等有害物質卻對環(huán)境造成了新的威脅。橡膠因其獨特的聚合物交聯(lián)結構而極其耐用,但也因此難以降解,使得現(xiàn)有的回收方法要么削弱了橡膠的性能,要么只能產(chǎn)生低價值的副產(chǎn)品。
據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解,UNC-Chapel Hill大學的化學研究團隊,在William R. Kenan Jr.研究員兼助理教授Aleksandr Zhukhovitskiy博士的帶領下,成功開發(fā)出了一種創(chuàng)新的化學工藝。這種工藝巧妙地利用了硫二亞胺試劑,在橡膠聚合物鏈的特定位置引入胺基,從而引發(fā)主鏈的重排反應,將廢棄橡膠分解成可溶性胺基功能化材料。這些材料可以進一步用于制造環(huán)氧樹脂,實現(xiàn)了橡膠廢料的高值化利用。
實驗結果顯示,這種兩步法工藝效果顯著。在模型聚合物的測試中,分子量從原本的58100克/摩爾大幅降低到約400克/摩爾,處理廢舊橡膠時,僅需6小時就能完全分解。尤為值得一提的是,這種新工藝在35至50攝氏度的溫和水介質條件下就能完成,相比傳統(tǒng)的高溫或需要昂貴催化劑的回收技術,更加環(huán)保且成本更低。
通過這種新工藝處理得到的胺改性聚二烯烴材料,可以制造出強度與商用樹脂相媲美的環(huán)氧材料。研究團隊還運用環(huán)境影響因子(E因子)對新工藝的環(huán)境效益進行了評估。盡管包含溶劑使用的總E因子較高,但排除溶劑后的簡化E因子卻相對較低,這為后續(xù)工藝的優(yōu)化提供了明確的方向。
目前,研究團隊正在積極探索綠色溶劑體系和替代反應條件,以進一步提升新工藝的可持續(xù)性。這項研究不僅代表了橡膠廢料處理方式的重大轉變,更為將消費后的橡膠轉化為高價值材料開辟了一條新的路徑。它有望大幅減少對填埋場的依賴,降低環(huán)境危害,推動全球橡膠廢料回收行業(yè)向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。