聚合物研究对世界的持久影响:第三部分:可持续性

05/26/2020

作为阿克伦大学一百五十周年庆典的一部分——纪念我们150年的人民、地方和承诺——我们正在举办一个“学术卓越庆典”,以突出我们许多学科的历史和未来。


查尔斯·奈特教授于1909年在布克特尔学院(阿克伦大学的前身)开设了世界上第一门橡胶化学课程,为阿克伦市高性能的橡胶工业提供了知识燃料。在这样做的过程中,他也为后来成为世界领先的聚合物科学和聚合物工程项目之一奠定了基础。

今天,该大学的聚合物研究人员通过在健康,先进材料,仿生学和可持续性方面的创新,继续提升该地区并改善无数人的日常生活。我们在这里介绍可持续发展方面的研究。

回收塑料,保护环境

Dr. James Eagan

詹姆斯·伊根博士

高分子科学助理教授詹姆斯·伊根博士研究塑料和可持续性。他说,塑料对现代生活至关重要,但它们的粗心处理对环境造成了灾难性的影响。

因此,伊根实验室的研究重点是如何在不影响未来的情况下,切实地利用塑料来满足当今的需求。其中一个例子是,Eagan努力使世界上最丰富的两种塑料可回收,而不需要昂贵和困难的分类。当聚乙烯和等规聚丙烯混合时(例如特百惠与牛奶罐混合),得到的塑料是脆的,低价值的。Eagan和他的团队正在研究添加剂或“相容剂”,以改善这些塑料的机械性能,并恢复回收它们的经济动力。

伊根实验室也在设计能够将传统原料与二氧化碳等温室气体聚合的催化剂。其目标是将二氧化碳化学结合到聚合物骨架中,既将其从大气中隔离出来,又使最终产物具有理想的性能。

UA的这些项目将共同解决现有的塑料废物,并旨在通过整体技术经济方法为未来提供更理想的材料。

UA的这些项目将共同解决现有的塑料废物,并旨在通过整体技术经济方法为未来提供更理想的材料。

利用生物质作为塑料的增强材料

高分子工程教授埃罗尔·桑卡克塔博士专注于塑料的生物填料和增强剂。从大豆壳、高粱和木屑等农产品中获得的生物质被用作可再生、低成本和环保的材料,在增强、体积替代或功能诱导(如电、导热性)填充聚合物材料方面具有巨大潜力。

Graphic illustrates the use of pyrolyzed soybean hulls and steams in tire manufacturing.

这张图表说明了在轮胎制造中可能使用的裂解大豆壳和蒸汽。

通过“热解”,植物生物质可以转化为清洁、可再生和经济的热塑性塑料填料,这是一种在低氧环境中利用热量的过程。生物质热解过程的一种特殊形式被称为“烘烤”,它通常在低氧环境中应用,将生物质转化为更高质量和更有吸引力的产品。该技术通常采用低加热速率,以降低操作成本并提供更高的固体产品收率。

在热诱导分解过程中,氧和氢以H2O和CO2的形式被除去。最后,高含水量和不稳定的生物质转化为高碳含量和化学稳定的颗粒,具有很大的增强填料潜力。

碳化生物填料的低密度(重量)和低成本特性,加上回收问题,使它们成为热塑性塑料增强材料的有吸引力的填料,特别是用于户外应用,如窗框和屋顶瓦片,以及室内装饰,如家具和汽车工业。

Sancaktar的团队早在2013年就开始研究将生物质纳入聚合物。自2017年以来,bet365官网大豆委员会(OSC)一直在资助与其他项目相关的实验室:“在聚烯烃中使用碳化大豆壳(TSBH)作为填充剂、填充剂和着色剂”和“在聚烯烃中使用TSBH作为填充剂;第二阶段:商业化。”

Dr. Erol Sancaktar with polymer engineering graduate students who are part of his research group.

Erol sanaktar博士(中)与聚合物工程研究生,他们是他研究小组的一部分。

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媒体联系:Alex knise, 330-972-6477或aknisely@uakron.edu。