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    可回收的生物塑料膜可清除水中的溢油

    都來自荷蘭的格羅寧根大學和NHL斯坦登應用科技大學的聚合物科學家已經用生物基蘋果酸開發了一種聚合物膜。它是一種超兩親性的三聚體環氧樹脂膜,可用于分離水和油。該膜是完全可回收的。當孔被污垢堵塞時,可以將其解聚,清潔并隨后壓入新的膜中。2021年3月7日發表在《先進材料》雜志上的文章描述了這種膜的產生。

    您如何清除水中的漏油?這是一個很大的挑戰。“愛”油和水的超兩親性膜是一種很有前途的解決方案,但還不是非常實用的解決方案。這些膜通常不夠堅固,無法在實驗室環境之外使用,并且由于藻類和沙子積垢而導致膜孔堵塞。格羅寧根大學的Chongnan Ye和Katja Loos以及NHL Stenden的Vincent Voet和Rudy Folkersma使用了一種相對新型的聚合物來制造既堅固又易于回收的膜。

    動態網絡

    近年來,來自這兩個研究所的研究人員共同研究了vitrimer塑料,具有熱固性塑料的機械性能和耐化學性的聚合物材料。但是,由于可以解聚和再利用,因此微晶塑料也可以像熱塑性塑料一樣發揮作用。這意味著,vitrimer塑料具有制造用于溢油修復的良好膜的所有特性。“此外,它是由蘋果酸(一種天然單體)制成的,” Loos補充道。

    通過從天然單體蘋果酸中壓制和燒結聚合物來制造新的三聚體膜。該膜可以通過球磨以及隨后的壓制和燒結來回收。圖片來源:葉崇南,格羅寧根大學

    Voet解釋說:“玻璃體中的聚合物以可逆的方式交聯。” “它們形成了一個動態網絡,可以回收利用膜。” 通過原始質和環氧改性的生物基蘋果酸之間的堿催化的開環聚合反應來生產玻璃質三聚體。通過球磨將聚合物研磨成粉末,并通過燒結過程將其轉變成多孔膜。

    水和油都會散布在最終的超兩親性膜上。在溢油中,水比油要多得多,這意味著膜被水覆蓋,然后可以通過孔。投票:“膜表面的水膜使油不進入毛孔,從而使其與水分離。”

    膜足夠牢固,可以從水中過濾出油。當沙子和藻類堵塞孔道時,去除污染物后,該膜可解聚并從結構單元中重新生成。“我們已經在幾平方厘米的實驗室規模上對此進行了測試,” Loos說。“而且我們有信心,我們的方法在聚合物合成以及膜的生產和再循環方面都具有可擴展性。” 科學家們希望工業伙伴能夠進一步發展。

    創建這種用于溢油修復的新膜,可以顯示研究型大學與應用型大學之間的合作力量。“有一段時間,我們決定通過共享學生,教職員工和設施,將兩個研究所中的聚合物小組合并為一個。我們最近在荷蘭成立了第一個混合研究小組,” Loos解釋說。這使查找新設計材料的應用程序變得更加容易。Voet補充說:“高分子化學家努力將分子結構與材料特性和應用聯系起來。我們的混合研究團隊具有做到這一點的經驗。”

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