蓋世汽車訊 熱固性材料包含環氧樹脂、聚氨酯以及用於輪胎的橡膠，在汽車和電器等很多需要耐用性和耐熱性能的產品中都有。不過，此種材料有一個缺點，在使用之後，不易被回收或分解，因為將它們連接在一起的化學鍵比其他材料（如熱塑性塑料）更強。
（圖片來源：MIT）
據外媒報導，美國麻省理工學院（MIT）的化學家們現在研發了一種方法，可以採用一種化學連接器，讓此類材料更容易被分解，同時仍能保持機械強度，以便再次投入使用。
研究人員表示，他們研發了一種稱為pDCPD的可降解熱固性塑料，可被分解成粉末，然後利用此類粉末製造更多的pDCPD。研究人員還提出一個理論模型，表明其方法可廣泛應用於塑料和其他聚合物，如橡膠。
難以回收
熱固性塑料和熱塑性塑料是兩大塑料。熱塑性塑料包括聚乙烯和聚丙烯，通常用於塑膠袋和其他一次性塑料，如食品包裝袋。通過加熱小的塑料顆粒，直至融化，再將其塑成所需的形狀，最後冷卻成固體，可製造出熱塑性塑料。熱塑性塑料約佔全球塑料產量的75%，可通過再次加熱直到變成液體，得以回收，從而可被重塑成新的形狀。
熱固性塑料也採用類似工藝製成，但是一旦從液體冷卻成固體，就很難再回復到液體狀態。這是因為聚合物分子之間形成的稱為共價鍵的化學鍵，具有很強的化學附著力，很難被打破。研究人員表示，在被加熱時，熱固性塑料在成型之前通常會燃燒起來。「一旦它們被固定為一個特定的形狀，就會一輩子保持這個形狀，通常也沒有簡單的方法來進行回收。」
MIT研究小組想要研發一種方法，既可以保持熱固性塑料的強度和耐用性的優點，同時在使用後還可以更容易被分解。
去年，研究人員報導了一種方法，可通過加入含有矽醚基團的構建塊或單體，生產用於藥物輸送系統的可降解聚合物。此種單體隨機分布在整個材料中，而且當材料暴露在酸、鹼或離子（如氟化物）中時，矽醚鍵就會斷裂。
用於合成此類聚合物的化學反應也被用於製造一些熱固性塑料，包括卡車和公交車車身面板的聚二環戊二烯（polydicyclopentadiene，pDCPD）。
研究人員採用了與2019年相同的策略，將矽醚單體添加到形成pDCPD的液體前體中，結果發現，如果矽醚單體佔整個材料的7.5%至10%，pDCPD就可保持機械強度，但在接觸到氟離子後就可以分解成可溶解的粉末。
新材料
在研究的第二階段，研究人員試圖重複使用此類粉末以形成一種新型pDCPD材料。在將該粉末溶解在用於製造pDCPD的前體溶劑中後，就能夠利用回收的粉末製造新型pDCPD熱固性塑料。
研究人員表示，如果可以為其他類型的聚合反應找到合適的可降解單體，此種方法也可用於製造其他可降解的熱固性材料，如丙烯酸、環氧樹脂、矽酮或硫化橡膠。
現在，研究人員們希望可以成立一家公司，將該技術實現商業化。MIT還向默克密理博（Millipore Sigma）獨家授權了該項技術，以生產和銷售用於研究的矽醚單體。