多層塑料材料被廣泛應用於食品和醫療用品包裝，它們特別實用，但卻難以通過傳統方法回收。全球多層熱塑性塑料的年產量大約為1億噸，每種多層塑料都由多達12層不同的聚合物組成。其中40%的塑料廢物來自製造過程，而且由於聚合物難以分離，最終幾乎所有熱塑性塑料都被送進了填埋場或焚化爐。
當地時間11月20日，《科學進展》雜誌發文稱，威斯康星大學麥迪遜分校的工程師們開發了一種使用溶劑回收多層塑料中聚合物的工藝。這項被稱作「溶劑靶向回收沉澱技術」（STRAP）的新工藝，有望大幅減少塑料汙染。
STRAP在聚合物溶解度熱力學計算的指導下進行溶劑洗滌及分離回收。化學和生物工程學教授George Huber和Reid Van Lehn與他們的學生一起使用STRAP技術對一種商用聚合塑料中的聚合物進行了分離，這種商用塑料的組成成分包括常見的聚乙烯、乙烯-乙烯醇和聚對苯二甲酸乙二醇酯。
從最後的結果來看，分離得到的聚合物和製作原始塑料薄膜的聚合物具有類似的化學性質。
Huber說：「我們已經用一種多層塑料證明了這種工藝的可行性，接下來我們還會嘗試將其應用於其他多層塑料，並拓展這項技術。」
研究團隊希望利用回收的聚合物重新生產塑料材料，以實現塑料生產-使用-回收-再生產的完整循環。這樣多層塑料生產商便可以回收生產、包裝過程中產生的那40%的塑料垃圾。
新工藝依賴於Van Lehn開發的算法——仿真溶劑類導體篩選模型（COSMO-RS）。COSMO-RS能夠計算出目標聚合物在不同溫度混合溶劑中的溶解度，從而縮小潛在可用混合溶劑的選擇範圍。隨後，研究人員可以通過實驗選出能用於聚合物回收的溶劑。
由於多層塑料組成成分越來越複雜，確定可溶解每種聚合物的溶劑也越來越困難。
研究人員希望，最終開發出的計算系統能夠找出可回收所有類型多層塑料的溶劑組合。同時，該團隊還希望了解所用溶劑對環境的影響，並建立綠色溶劑資料庫，以便在溶劑回收效果、成本和環境影響之間進行有效權衡。
科界原創
編譯：攀汗
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《科學進展》
期刊編號： 2375-2548