新配方可生产廉价环保塑料

2025年04月16日 阅读量:200

元素百科介绍新配方可以生产廉价的环保塑料。研究人员发现了一种廉价的植物塑料制造方法。由此获得的塑料可与可口可乐的植物环保瓶相媲美。

塑料碳排放量巨大:生产这种以石油为基础的材料每年至少能带来1亿吨碳排放量。今天,威斯康辛大学麦迪逊分校的一个研究小组发明了一种廉价的方法,用糖和玉米芯制作塑料。如果这种塑料能以足够低的成本生产,也许有一天它会取代世界上最常见的塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。食品包装袋、汽水瓶甚至聚酯棉都含有PET。

几十年来,石油是几乎所有塑料的原料,从聚乙烯到丙烯。然而,20世纪70年代的石油危机促使研究人员寻找使用植物而不是石油生产塑料的替代品。杜邦等化工公司取得了进展。然而,科学家们一直在寻找以生物为基本原料替代PET的方案,最有前途的是聚乙烯高发泡体(PEF)。研究人员利用可再生能源成功开发了主要成分之一的PEF-呋喃二甲酸(FDCA)。然而,这种方法的成本很高。

为此,威斯康辛大学麦迪逊分校的工程师Jim Dumesic及其团队开始寻找降低成本的方法。10年后,他们发现实现这种方法的关键是一种名称γ-戊内酯(GVL)的溶剂。GVL是一种无色液体,可从玉米芯等可再生能源中获得。当Dumesic和同事在水中添加GVL和一种有机酸催化剂时,它们将果糖转化为一种存在于水果、蔬菜和玉米糖浆中的糖,作为FDCA前体的有机化合物。由于GVL的表现如此之好,Dumesic团队只需要少量果糖就能生产出大量的纯FDCA。

威斯康辛大学化学工程师Ali Hussain Motagamwala说,新方法解决了塑料生产的三个问题。首先,它使用可再生碳源,而不是化石燃料。其次,在使用可再生能源制造FDCA之前,需要使用腐蚀性酸和昂贵的反应容器,而新方法不需要这些。第三,科学家可以使用FDCA作为最终产品的反应催化剂,并回收GVL溶剂。与现有方法相比,这将降低成本,使用更少的能源。“最新的方法使整个过程更加绿色。”

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