塑料含有各种添加剂，例如填充剂，阻燃剂或色素。因此，很少有塑料能够回收，而不会造成性能或美学损失。A team of researchers at the U.S. Department of Energy’s (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) has designed a recyclable plastic that, like a Lego playset, can be disassembled into its constituent parts at the molecular level, and then reassembled into a different shape, texture, and color again and again without loss of performance or quality. The new material, called poly(diketoenamine), or PDK, was reported in the journal Nature Chemistry
伯克利实验室分子铸造的博士后研究员彼得·克里斯滕森（Peter Christensen）说：“我们发现了一种新的方式来组装塑料，从分子角度考虑回收。”
克里斯滕森（Christensen）是由伯克利实验室（Berkeley Lab）分子铸造厂的工作人员布雷特·赫尔姆斯（Brett Helms）领导的跨学科团队的一员。
从水瓶到汽车零件的所有塑料都由称为聚合物的大分子组成，这些分子由称为单体的较短含碳化合物的重复单位组成。
根据研究人员的说法，许多塑料的问题是，添加的化学物质使它们有用，例如使塑料坚硬或使塑料柔性的塑料变质的填充剂紧密地绑定到单体并在塑料中固定在塑料中it’s been processed at a recycling plant.
在与化学成分不同的回收混合塑料中，很难预测其将从原始塑料中继承的哪些特性。
与传统的塑料不同，PDK塑料的单体可以通过将材料浸入高度酸性溶液中来回收并从任何复合添加剂中释放出来。（信用：彼得·克里斯滕森（Peter Christensen）等人/伯克利实验室）
在回收混合塑料消费者废物的挑战中，对未知和不可预测的特性的继承是一个挑战。很难升级，制造一种新的，更高质量的产品。
一次回收塑料一个单体
该延时视频显示了一块酸中的PDK塑料，因为它降解为分子构建块 - 单体。酸有助于打破单体之间的键，并将其与化学添加剂分开，从而使塑料具有外观和感觉。（信用：彼得·克里斯滕森/伯克利实验室）
研究人员希望通过激励塑料的恢复和再利用来将塑料从垃圾填埋场和海洋中转移，而从PDK形成的聚合物可能是可能的。赫尔姆斯说：“使用PDK，传统塑料的不变键被可逆键取代，允许塑料更有效地回收塑料。”
与传统的塑料不同，PDK塑料的单体可以通过将材料浸入高度酸性溶液中来回收并从任何复合添加剂中释放出来。酸有助于打破单体之间的键，并将其与化学添加剂分开，从而使塑料具有外观和感觉。
赫尔姆斯说：“我们对将塑料生命周期从线性重定向到圆形的化学感兴趣。”“我们看到有机会对没有回收选择的地方有所作为。”其中包括粘合剂，电话盒，手表，鞋子，计算机电缆以及通过成型热塑料材料而创建的硬汉。
当克里斯滕森（Christensen）将各种酸应用于用于制造PDK胶粘剂的玻璃器皿时，研究人员首先发现了基于PDK的塑料的令人兴奋的圆形特性，并注意到粘合剂的成分发生了变化。克里斯滕森（Christensen）用NMR（核磁共振）光谱仪仪器分析了样品的分子结构，对粘合剂的变化方式感到好奇。赫尔姆斯说：“令我们惊讶的是，它们是原始的单体。”
在测试了分子铸造厂的各种配方后，他们证明了酸不仅会将PDK聚合物分解为单体，而且该过程还可以使单体与缠绕的添加剂分离。
接下来，他们证明可以将回收的PDK单体重新生成聚合物，而这些回收的聚合物可以形成新的塑料材料，而无需继承原始材料的颜色或其他功能 - 因此，您将垃圾扔进的破碎的黑色表带可以找到新的生命as a computer keyboard if it’s made with PDK plastic. They could also upcycle the plastic by adding additional features, such as flexibility.
走向圆形塑料未来
PDK塑料是一种“圆形”材料，可以尽可能长时间地回收原始单体以重用，或“升级”以制造一种新的，更高质量的产品。（信用：彼得·克里斯滕森（Peter Christensen）等人/伯克利实验室）
研究人员认为，他们的新可回收塑料可能是当今使用许多不可回收塑料的好选择。
赫尔姆斯说：“我们处于关键时刻，需要考虑将回收设施现代化为未来的废物分类和处理所需的基础设施。”“如果这些设施被设计为回收或升级PDK及相关塑料，那么我们将能够更有效地将塑料从垃圾填埋场和海洋中转移。这是一个激动人心的时刻，开始考虑如何设计材料和回收设施以实现圆形塑料。”
研究人员的下一个计划计划开发PDK塑料，具有多种热和机械性能，用于像纺织品，3D打印和泡沫一样多样化。此外，他们希望通过合并植物性材料和其他可持续资源来扩展配方。
资料来源：劳伦斯伯克利实验室
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