新技术可以捕获或再利用二氧化碳作为生产可持续塑料的化学来源

由列日大学化学家领导的团队开发了一种新的聚氨酯生产技术，利用CO2来制造新型易于回收的塑料。这项研究发表在《美国化学会杂志》上，可以为开发真正可持续的塑料提供解决方案。

商品塑料改变了全球工业。无论是建筑、服装、车辆还是食品包装，这些塑料在我们的日常生活中随处可见，以至于2019年全球使用量估计约为4.6亿吨。

“这个数字令人震惊，但并不令人意外，因为塑料(也称为合成聚合物)因其不可替代的特性而取得了巨大成功：重量轻、价格便宜且用途广泛，”教育中心化学家ChristopheDetrembleur解释道和列日大学高分子研究(CERM)。“然而，事实上它们很难回收，甚至对于热固性材料来说是不可能回收的，这会产生严重的后果。”

这种无法回收的情况不仅导致用于制造它们的化石资源的枯竭，而且还导致它们在自然界和海洋中的长期积累。因此，我们的社会必须快速设计和制造在使用寿命结束时可以轻松回收的塑料。

在此背景下，由列日大学研究人员领导、与蒙斯大学和巴斯克地区大学合作进行的一项研究报告了一种生产易于回收的聚氨酯塑料的新技术。

“这种方法的特点是使用二氧化碳(CO2)——我们社会的一种主要标志性废物——作为生产这些新产品所需的构件或单体的原材料，”解释道ThomasHabets，CERM博士生，该文章的第一作者。“单体的结构可以很容易地进行修改，从而可以生产具有多种性能的塑料，从具有高度延展性的弹性体(例如有机硅)到更坚硬的材料(例如聚苯乙烯)。”

这些塑料的化学结构类似于三维网络，而不是长的线性链。这种结构通常与很难回收的热固性材料有关，使它们比长分子链制成的塑料更耐用。这里创建的聚氨酯具有新的“动态”化学键，这意味着尽管它们具有热固性结构，但它们可以在相对温和的反应条件下通过化学键交换来重塑。

这项新技术的最大优势在于它能够改变可获得的性能范围，同时提供多种回收材料报废的方式。“这些新塑料可以通过多种方式回收利用，要么通过加热来简单地重塑它们，要么通过混合不同类型的塑料来制造具有新性能的混合材料，或者通过将它们分解成其组成单体，这是消除染料或回收复合材料等添加剂，”哈贝茨继续说道。

着眼于未来CO2增值的产业化，本研究表明废弃CO2可以直接作为化工资源利用。ChristopheDetrembleur表示：“这是首次使用我们的新型构件和塑料进行初步研究，但令人惊奇的是，我们的材料已经达到了与一些传统石油来源塑料相似的性能。”

这项新技术正在成为开发可持续塑料的潜在解决方案，其具有多种特性，可以轻松满足我们大多数日常应用的需求。