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Science：PP、PE废塑料变肥皂，可行！有商用可能

链塑网

2023-08-14

导读：研究人员进一步将脂肪酸转化为高价值、大市场容量的表面活性剂。

据最新一期《科学》杂志报道，由美国弗吉尼亚理工大学研究人员领导的一个团队开发出世界上第一块用塑料制成的肥皂。新方法可将塑料升级为一种称为表面活性剂的高价值化学品。

图片来源：弗吉尼亚理工大学

将废聚乙烯和聚丙烯产生的蜡装满烧瓶，在油浴中加热，蜡在气流的作用下氧化，通过催化氧化产生脂肪酸。

塑料和肥皂在质地、外观以及使用方式方面几乎没有共同之处，但两者在分子水平上有一个意想不到的联系：聚乙烯（当今世界上最常用的塑料之一）的化学结构与用作肥皂化学前体的脂肪酸惊人地相似。这两种材料都是由长碳链组成的，但脂肪酸在链的末端有一个额外的原子团。这种相似性意味着可将聚乙烯转化为脂肪酸。

图 1. 在温度梯度反应器中将 PE 和 PP 升级循环为脂肪酸

研究人员建造了一个类似烤箱的小型反应器，在烤箱底部，能产生足够高的温度使聚合物链断裂；而在烤箱顶部，能冷却到足够低的温度以防止聚合物链断裂。热解后，他们收集了残留物，发现它是由“短链聚乙烯”组成的蜡。

在添加了包括皂化在内的几个步骤后，该团队制造出世界上第一块塑料肥皂。这是一种不使用新催化剂或复杂程序的塑料升级循环的新路线。

尽管PE是激发该项目灵感的塑料，但升级回收方法也适用于另一种称为PP的塑料（图3）。这两种材料构成了消费者每天遇到的塑料的大部分，从产品包装到食品容器再到织物。本文的新升级回收方法的一个令人兴奋的特点是它可以同时用于这两种塑料，这意味着没有必要将两者分开。与当今使用的一些回收方法相比，这是一个主要优势，这些方法需要对塑料进行仔细分类以避免污染。由于两种塑料非常相似，这种分类过程可能非常困难。