添加剤がプラスチックリサイクルに革命をもたらす可能性

添加剤がプラスチックリサイクルに革命をもたらす可能性

Tisch UniversityのChemistry and Chemical Biology学部のGeoffrey Coates氏がプラスチックとリサイクルについて話すとき、彼は次の質問をします。
Q.包装に毎年使用されるプラスチック7,800万トンのうち、実際に同様の方法でリサイクルおよび再利用されるのは何パーセントですか?

A.エレンマッカーサー財団によると、その答えはわずか2パーセントです。 悲しいことに、3分の1近くが環境に漏れており、約14%が焼却および/またはエネルギー回収に使用され、40%が埋立地に巻き込まれています。

問題の1つは、世界のプラスチックの3分の2を占めるポリエチレン(PE)とポリプロピレン(PP)の化学構造が異なるため、一緒に再利用できないことです。 または、少なくとも、これら2つの材料を1つに融合する効率的な技術は、両方が市場に出回っている60年の間に利用できませんでした。

Coates氏のラボからの発見により、それは変わる可能性があります。 彼は、ミネソタ大学のグループと協力してPE/iPPマルチブロックポリマーを開発しました。

彼らの研究の詳細は、2月23日にScience誌で公開された論文「ポリエチレンとポリプロピレンの組み合わせ:PE / iPPマルチブロックポリマーによるパフォーマンスの向上」に記載されています。

Coatesのグループのポスドク研究員であるJames Eagan氏は、この論文の主執筆者です。 他の共同研究者には、研究者の Anne LaPointe氏と元客員科学者のRocco DiGirolamo氏が含まれていました。

科学者は何年もの間、Coates氏、LaPointe氏、およびEagan氏が達成したことを実現するポリマーの開発を試みてきました。ポリエチレンとポリプロピレンのセグメントを交互に使用して、テトラブロック(4ブロック)ポリマーをごく少量加えることで、得られる材料は、テストしたジブロック(2ブロック)ポリマーよりも優れた強度を持ちます。

彼らのテストでは、異なるマルチブロックポリマーを接着剤として使用して、2つのプラスチックストリップを溶接し、機械的に引き離しました。
ジブロックポリマーで作られた溶接は比較的早く失敗しましたが、グループのテトラブロック添加剤で作られた溶接は非常によく保持されたため、代わりにプラスチックストリップが破損しました。

「以前にこのような研究は報告されています」とCoates氏は言います。
「しかし彼らは通常柔らかい材料の10%を入れるので、プラスチック特性は元の材料ほど良くありません。」

「この点でエキサイティングなことは、添加剤のたった1パーセント加えるだけで、非常に優れた特性を持つポリマーアロイが得られることです」と彼は言いました。

Eagan氏は、このテトラブロックポリマーはリサイクルの改善に有望であるだけでなく、まったく新しいクラスの機械的に強靭なポリマーブレンドを生み出す可能性があると述べました。

「機械的に優れているため、30%少ない材料でミルクジャグを作ることができたら、その持続可能性を考えてください」と彼は言いました。 「プラスチックの使用量が減り、オイルの使用量が減り、リサイクルできるものが減り、化石燃料を使用して移動する軽量製品ができました。」

Coates氏は、コーネルが開発した触媒技術を使用して、高性能で費用対効果が高く、環境に配慮したポリマーおよび化学物質を製造するノボマーの共同設立者です。

 James M. Eagan et al.
Combining polyethylene and polypropylene: Enhanced performance with PE/PP multiblock polymers, Science (2017).
DOI: 10.1126/science.aah5744

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