想象一下一種自我修復的橡膠或完全由廢料制成的超級膠粘劑。這聽起來像是科幻小說,但是研究人員發現了一種新型的橡膠和催化劑,它們可以以低能耗地的方式一起用于制造柔性、可修復、可持續的物品,例如汽車輪胎。
![]() diagram of the new rubber polymer. Credit: Flinders University
新型自修復橡膠
這種新型的橡膠材料是由廉價而豐富的工業廢品硫、菜籽油和煉油廠生產的雙環戊二烯(DCPD)制成的,即使在室溫下,也可以用胺催化劑完全修復并在幾分鐘內恢復其原始強度。
研究負責人弗林德斯大學(Flinders University)副教授賈斯汀·查爾克(Justin Chalker)說,這種新型橡膠如果損壞就可以進行無縫修復,也可以回收利用。該團隊的突破性發現發表在國際領先的《化學科學》雜志上。
科學家說,在某些情況下,胺催化劑用于引發橡膠自修復的反應的在幾分鐘之內就會發生,并且都在室溫下完成。
查爾克副教授說:“這項研究揭示了可持續橡膠的修復、粘合和回收的新概念。”他補充說,太多的塑料、橡膠和陶瓷是不可回收的。
每個乘用車輪胎包含約1.5公斤的鋼,0.5公斤的紡織品和7公斤的橡膠。-資料來源:Planet Ark。在澳大利亞,每年有相當于4800萬個輪胎(輪胎)使用壽命到期,其中只有16%是在國內回收的。約有三分之二的廢舊輪胎最終被填埋、儲存、非法傾倒或去向不明。這既浪費資源,又造成健康和環境問題。很高興看到這些材料的回收。
潛在的粘合劑
來自弗林德斯大學納米級科學技術研究所查爾克(Chalker Lab)實驗室的研究人員、利物浦大學和西澳大利亞大學的研究人員說,這種新型橡膠可以用作“潛在粘合劑”。
利物浦大學的研究員湯姆·哈塞爾博士說:“當將胺催化劑涂在表面上時,橡膠會與自身粘合。這種粘合力比許多商業膠水都強。”
“這種聚合物還具有耐水性和耐腐蝕性。”用這種聚合物制成的橡膠磚(Rubber bricks)可以通過使用催化劑進行化學連接。“在某些情況下,胺催化劑會在幾分鐘內使橡膠粘合,而且可以在室溫下進行,”弗林德斯大學的主要作者薩姆·湯金解釋說。“橡膠也可以用作潛在的粘合劑,當使用胺類催化劑時,它與另一塊橡膠的表面結合。“在使用催化劑之前,橡膠基本上是不‘粘’的。”
除了具有實用價值外,研究人員發表的論文中還對橡膠修補機理進行了詳細的基礎研究。 |