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  20  专注高分子材料抗紫外线、抗黄变

科学家研发能在紫外线照射下更快降解的海洋塑料


      美国康奈尔大学的科学家们一直在为捕鱼业研究更环保的塑料形式,并提出了一种新的材料,这种材料的强度可与当今的解决方案相媲美,但在紫外线的照射下,能更快地分解。据研究小组称,商业捕鱼业造成了海洋中大约一半的漂浮塑料垃圾。不管是通过渔网、渔线还是绳索,这些材料所使用的塑料都不是容易降解的。尤其是渔线在海洋环境中的寿命很长,生物降解的时间长达600年,远远长于塑料袋,而塑料袋需要20年左右的时间。

      Geoff Coates实验室在读博士、该研究的负责人布莱斯·利平斯基(Bryce Lipinski)说:“ 我们已经开发出一种新型塑料,该塑料具有商用渔具所需的机械性能。如果最终在水生环境中丢失,该材料会在现实的时间尺度上降解。这种材料可以减少环境中持续的塑料积累。” 利平斯基说,商业捕鱼占海上漂浮塑料废物的一半。渔网和绳索主要由三种聚合物制成:全同立构聚丙烯,高密度聚乙烯和尼龙6,6,它们都不易降解。“尽管近年来对可降解塑料的研究引起了广泛关注,但要获得一种机械强度可与商业塑料相媲美的材料仍然是一个艰巨的挑战。” 他说。

       柯茨(Coates)和他的研究团队在过去15年中一直在开发这种称为等规聚环氧丙烷(iPPO)的塑料。尽管它首次被发现是在1949年,但在最近的这项研究之前,尚不知道这种材料的机械强度和光降解性。其材料的高全同立构规整度(缔合规则性)和聚合物链长使其不同于其历史上的前身,并提供了机械强度。

       Lipinski指出,尽管iPPO在常规使用中很稳定,但在暴露于紫外线下最终会分解。他说,这种塑料成分的变化在实验室中是显而易见的,但“在视觉上,在此过程中似乎没有太大变化。” 他说,降解速率取决于光强度,但在实验室条件下,暴露30天后,聚合物链的长度下降到其原始长度的四分之一。

       利平斯基和其他科学家希望在环境中不留下一丝聚合物。他指出,iPPO小链的生物降解已有文献记载,可以有效使其消失,正在进行的工作旨在证明这一点。

      "我们创造了一种新的塑料,它具有商业渔具所需的机械性能,"首席研究员布莱斯-利宾斯基说。"如果它最终在水生环境中消失,这种材料可以在现实的时间尺度上降解。这种材料可以减少环境中的持久性塑料积累。"

      在实验室测试中,研究小组发现,在连续暴露在紫外线下30天后,组成塑料的聚合物链已经降解到原来长度的四分之一。然而,研究人员的最终目标是开发出一种可以完全降解的聚合物。虽然研究人员还在继续朝着这个目标努力,但他们的新iPPO是朝着这个方向迈出了有希望的一步。这项研究发表在《美国化学学会期刊》上。


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