生活中塑料制品無(wú)處不在，雖然被我們統(tǒng)稱為塑料，但不同應(yīng)用場(chǎng)景的塑料制品無(wú)論是分子構(gòu)成還是聚合度，都有著很大的差異。為了賦予塑料很多特殊的性能，比如高強(qiáng)力、防水、耐高溫等，塑料制品常常采用不同聚合物的組合。但這卻在無(wú)形中造成了塑料回收再利用的難度，比如，作為塑料品類的重要組成部分——多層塑料就是如此。

全球每年生產(chǎn)約1億噸多層熱塑性塑料，每種熱塑性塑料由多達(dá)12層不同的聚合物組成，由于不同聚合物的性質(zhì)不同，需要將他們先分離再回收，常規(guī)的回收方法很難實(shí)現(xiàn)這樣的操作，所以，幾乎所有熱塑性塑料最終都被送到填埋場(chǎng)或焚化爐中。例如，裝飲料的塑料瓶，瓶身和表面的貼膜都可以稱之為塑料，但實(shí)際上瓶身主要是聚酯（PET）、聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP），而貼膜主要是聚氯乙烯（PVC），所以瓶身和貼膜的回收方法大不相同，假如不分離而直接回收，PVC分解產(chǎn)生的物質(zhì)可能還會(huì)影響PET回收再利用的質(zhì)量。

最近，由美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分銷的科學(xué)家研究出一種名為“溶劑目標(biāo)回收和沉淀”（solvent-targeted recovery and precipitation，簡(jiǎn)稱STRAP）的回收技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多層塑料的溶解與回收。

STRAP工藝路線

STRAP技術(shù)結(jié)合了一個(gè)名為"現(xiàn)實(shí)溶劑的導(dǎo)體樣篩選模型"(COSMO-RS)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以計(jì)算特定聚合物在不同溫度下接觸不同溶劑時(shí)的溶解度，廢棄的多層塑料就可以根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)給出的溶解方案建議，一次只溶解一層聚合物，經(jīng)過(guò)一系列的溶劑清洗，每一種聚合物都可以從溶劑中進(jìn)行化學(xué)分離，并在新產(chǎn)品中重新使用。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助指導(dǎo)溶劑選擇

目前，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用STRAP技術(shù)對(duì)一種普通商用塑料中的聚合物進(jìn)行了分離，分離出的聚合物在化學(xué)特性上類似于用于制造原始塑料薄膜的那些材料，如聚乙烯、乙烯—乙烯醇和聚乙烯二甲酸酯等。

STRAP工藝分離出PE、EVOH和PET

研究團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備對(duì)其他多層塑料展開試驗(yàn)，以擴(kuò)展STRAP技術(shù)的使用范圍。隨著多層塑料的復(fù)雜性增加，確定可溶解每種聚合物溶劑的難度也增加。研究人員已著手開發(fā)一種新的計(jì)算模型，以計(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，從而縮小可溶解聚合物的潛在溶劑的數(shù)量。他們的最終目標(biāo)是開發(fā)一種計(jì)算系統(tǒng)，可以幫助人們更快捷地找到溶劑組合以循環(huán)利用各種多層塑料。

此外，該研究團(tuán)隊(duì)還希望了解所用溶劑對(duì)環(huán)境的影響，并建立綠色溶劑數(shù)據(jù)庫(kù)，使其能更好地平衡各種溶劑系統(tǒng)的功效、成本和環(huán)境影響。

相關(guān)研究成果以“Recycling of multilayer plastic packaging materials by solvent-targeted recovery and precipitation”為題，已在Science Advances雜志上發(fā)表。

（來(lái)源：紡織導(dǎo)報(bào)官微）