將廢聚乙烯和聚丙烯產(chǎn)生的蠟裝滿燒瓶,在油浴中加熱,蠟在氣流的功用下氧化,通過催化氧化產(chǎn)生脂肪酸。圖片來源:弗吉尼亞理工大學(xué)
塑料和肥皂在質(zhì)地、外觀以及使用方式方面幾乎沒有合伙之處,但兩者在分子水平上有一個意想不到的聯(lián)系:聚乙烯(如今全國上最常用的塑料之一)的化學(xué)結(jié)構(gòu)與用作肥皂化學(xué)前體的脂肪酸驚人地相通。這兩種材料都是由長碳鏈組成的,但脂肪酸在鏈的末端有一個額外的原子團。這種相通性意味著可將聚乙烯轉(zhuǎn)化為脂肪酸。
研究人員建造了一個類似烤箱的小型響應(yīng)器,在烤箱底部,能產(chǎn)生足夠高的溫度使聚合物鏈斷裂;而在烤箱頂部,能冷卻到足夠低的溫度以防備聚合物鏈斷裂。熱解后,他們收集了殘留物,顯示它是由“短鏈聚乙烯”組成的蠟。
在添加了包羅皂化在內(nèi)的幾個步驟后,該團隊制造出地球上第一塊塑料肥皂。這是一種不使用新催化劑或復(fù)雜程序的塑料升級循環(huán)的新路線。