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特拉华大学研究人员开发新方法 从废旧轮胎中去除有毒颗粒

发布时间:2024-11-26 11:37:04

轮胎是车辆中不可或缺的一部分,但如何处理报废轮胎是一个复杂的问题。轮胎使用的复合材料中含有多种成分,其中包括6PPD分子,它能提供紫外线防护,帮助轮胎中的橡胶延长使用寿命。具体来说,6PPD可以吸收太阳光线,并防止材料因与空气中的臭氧和其他活性氧物质发生反应而分解。然而,随着轮胎接触路面并发生磨损,它们会向环境中释放6PPD颗粒。雨水径流将这些有毒颗粒带入淡水系统和其他水体,即使数量很小也能迅速杀死鱼类。

(图片来源:特拉华大学)

据外媒报道,特拉华大学(University of Delaware)塑料创新中心和化学与生物分子工程系的研究人员开发了一种方法,以解决从废弃轮胎中去除6PPD的问题。

这种方法可以将6PPD升级为安全化学品,以及将剩余的粒状生胶(crumb rubber)转化为芳香剂和炭黑。炭黑是一种烟灰状物质,存在于颜料、化妆品和电子产品等各种产品中。

在太阳辐射下,6PPD会转化为6PPD-醌,即二酮或由两个酮基组成的分子。这些二酮分子的主要来源是轮胎本身。以往其他研究人员尝试过高温分解轮胎材料,但6PPD非常顽固,二酮分子会留在残留的油中。如果将这些油用于燃料或其他材料,二酮分子就会进入其中。

在这项研究中,该团队尝试通过化学萃取工艺来去除6PPD。该工艺包括将毫米大小的轮胎碎片(或橡胶碎屑)放入微波反应器中,加热材料并使用化学溶剂,以快速地将地6PPD从其他分子中分离出来。

6PPD分子被去除后,经过化学转化成为安全的化学品,就可以使用或低价出售。与此同时,通过传统的塑料回收方法,轮胎中的其余部分也可以被回收利用。这些修复后的轮胎材料可投入实际应用,例如足球场、操场或道路沥青。粒状生胶还可以用于芳香剂(各种消费品的起始材料)或用作炭黑。

研究负责人Dion Vlachos表示,该团队已经在实验室规模上验证了这种方法,且技术经济分析显示成本非常合理。这是一个积极举措,但还需要进行更多的工作,将解决方案从实验室带到现实世界需要深入的研究和更多时间。“我认为轮胎的实际回收十分重要。我们必须在实验室之外以足够大的规模和合理的成本来生产产品。未来这还需要通过试点规模设施进行验证。”

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