摘要：研究人员开发了一种廉价且潜在的可扩展方法，该方法使用市售过氧化物将聚乙烯和聚丙烯结合在一起，从而产生了一种更有用的高质量塑料回收添加剂。...

聚乙烯和聚丙烯占世界塑料的三分之二。但是聚合物的受欢迎程度同样很大。由于它们具有相似的密度和物理性能，因此在机械回收一起回收时，聚合物很难（又昂贵）分离。结果是一种微弱的，退化的材料，实际上对任何事情都不好。

现在，康奈尔大学的研究人员开发了一种廉价且潜在的可扩展方法，该方法使用市售的过氧化剂将聚合物结合在一起，从而创造了一种更有用的高质量塑料回收添加剂。

调查结果于5月19日在美国化学学会杂志。共同领导的作者是博士后研究员MoritzKränzlein和博士生Shilin Cui。该项目由蒂施大学艺术与科学学院化学与化学生物学教授杰弗里·科茨（Geoffrey Coates）领导。

在某种程度上，该项目本身就是回收产品。 2017年，Coates的实验室与明尼苏达大学的合作者合作，创建了一个可以结合聚乙烯和聚丙烯混合物的多块聚合物。根据科茨的说法，新材料是一项重要的科学成就，但事实证明这很难扩大。它也太贵了，无法实用。

他说：“我们不得不回到绘图板上，想到维恩图，即材料将有效以及哪种合成方法负担得起。” “我们为什么不在2017年这样做？相信我，如果这很容易，其他人很久以前就会做。”

开发其新的聚烯兼容器的关键是寻找现有的聚合物，通过正确的处理可以完成工作，而不是从头开始创建新的聚合物。 Kränzlein首先要尝试实验室中已经存在的材料，总是考虑到一些参数。

“每第二次会议，当我给杰夫进行更新时，他的第一个问题是，'成本是多少？'我不应该越过每磅的价格。” “我们试图将其作为该项目的重点。我们没有找到一个非常优雅或精致的解决方案，而是试图找到一种有效的现实解决方案。”

A year and a half -- and more than 200 experiments -- later, the researchers settled on an organic alkyl peroxide that, when heated, essentially plucks hydrogen molecules off high-density polyethylene (HDPE) and isotactic polypropylene (iPP) so they can be grafted together and form a copolymer material that can be added to a mechanical recycling process for HDPE and iPP mixtures,恢复其属性。

Kränzlein说，共聚物基本上可以被认为是“塑料肥皂”。

Kränzlein说：“当我们有像HDPE和IPP这样的商品塑料混合物时，这些塑料的混合不太好，而这些阶段彼此分开，这使这些混合物的材料特性非常糟糕。” “此过程增加了第三个组件，该组件像这两个阶段之间的肥皂一样，肥皂促进了聚合物之间更好的混乱，并且基本上恢复了这些混合物的物理特性。

他说：“这花了我们很长时间的时间来玩耍，直到我们终于取得了我们满意的东西。”

为了更好地理解他们的兼容者的特性和嫁接反应，研究人员转向Brett Fors，Frank和Robert Laughlin物理化学教授（A＆S）以及博士生Jenny Hu，后者对此进行了流变学研究。

科茨说：“所以我们有材料。” “问题是，现在您可以赚更多的钱吗？我们正在做一个时间范围。最终，您想做数十公斤。我们有信心它会扩展，但是要花很多时间才能到达那里。”

Coates希望兼容器还可以导致创建新的聚合物合金，从而利用各种废物塑料的优势。不需要巨大的百万美元工厂：只需服用一些先前的聚合物并添加兼容剂即可。

Coates说：“您可以制作一种合金的整个合金托盘，这些合金可能比任何一个纯聚合物都具有更好的特性，就像不锈钢一样。” Coates说。 “梦想是，如果您能够制造出非常坚硬的刚性聚合物，那么您可以制作使用较少材料的包装，但具有相同的属性。这是该技术的其他大型应用程序之一。”

合着者包括Fors，HU和研究助理Anne Lapointe。

这项研究得到了Gerstner Family Foundation的支持，美国能源部通过AMES国家实验室合作研究中心的合作升级研究所（Energy Frontier Research Center）的额外资助。