聚乙烯(PE)和聚丙烯(IPP)是世界上使用最廣泛的兩種商業(yè)塑料。年產(chǎn)量分別達到70億噸和500萬噸,約占世界塑料產(chǎn)量的2/3。由于其優(yōu)異的理化性能和耐久性,重量輕,外觀美觀,成本低,取代了傳統(tǒng)的大量包裝材料,推動了包裝工業(yè)的革命。然而,聚乙烯和聚丙烯雖然具有相似的烴類成分,但相互排斥,限制了混合廢物的處理,降低了回收產(chǎn)品的價值,并制造了許多持久的和腐爛的塑料廢物。讓我們的海洋成為真正的白色垃圾,這是人類在二十一世紀面臨的最大威脅之一。
聚乙烯/聚丙烯(PE)的全球年銷售額達到2000億美元,匯包裝具有巨大的經(jīng)濟價值。毫不夸張地說,塑料(聚乙烯/聚丙烯)的回收將影響經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展,而且永遠不會被低估。目前,大多數(shù)聚乙烯和聚丙烯均采用非均相鉻鈦催化劑制備。非均相烯烴聚合催化劑有許多活性位點,每個分子都有各自的反應(yīng)性差異,導(dǎo)致不同分子量、分子量分布和微觀結(jié)構(gòu)的聚合物。以聚乙烯和聚丙烯為例,這些差異和相分離抑制了共混物的界面結(jié)合,降低了共混物的力學(xué)性能。當(dāng)這些塑料回收后,只有大約5%的性能被保留下來成為低價值產(chǎn)品。增容劑在聚乙烯/聚丙烯回收中的應(yīng)用有望將聚乙烯/聚丙烯轉(zhuǎn)化為等價或更高價值的材料,降低分選成本,為塑料回收利用帶來曙光。
增加聚乙烯和聚丙烯的相容性取決于大量的非晶態(tài)聚合物(10%)添加劑的增加,而聚乙烯和聚丙烯嵌段共聚物有望起到添加劑的作用。兩嵌段共聚物,pe-b-ipp,被busico等鋯催化劑具有C2對稱性的合成。實驗結(jié)果表明,該催化劑生長速度快,結(jié)構(gòu)簡單,消除了β氫,其中聚丙烯塊明顯突出。繼續(xù)改進催化劑,使其壽命更長,生產(chǎn)更多的高分子量聚乙烯/聚丙烯雙嵌段共聚物和多嵌段共聚物,是科學(xué)家們追求的目標(biāo)。
近日,美國的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),吡啶基氨基鉿化合物可以用作烯烴聚合法合成高相對分子質(zhì)量pe-b-ipp兩嵌段共聚物和嵌段共聚物的引發(fā)劑,并準確控制塊的長度。首先,鉿催化劑和B(C6F5)3被激活,然后丙烯聚合開始,所有的全同立構(gòu)聚丙烯得到。當(dāng)丙烯是完全消耗,這pe-b-ipp兩嵌段共聚物可以通過加入反應(yīng)器乙烯形成。Mn(分子量)隨單體轉(zhuǎn)化率呈線性增加,符合理論預(yù)測值,符合活性聚合的特點。反應(yīng)時間控制乙烯分子量(重量平均分子量)。丙烯嵌段的分子量由丙烯與催化劑的比例控制,從而實現(xiàn)對聚合物分子量的精確控制。匯包裝
由于熱力學(xué)的不相容性、弱風(fēng)扇德化效應(yīng)以及非晶態(tài)聚合物在熔融成型材料交界處的積聚,大多數(shù)聚丙烯和聚乙烯表現(xiàn)出很低的界面結(jié)合力。研究人員用一個簡單的剝離試驗來評估聚乙烯和聚丙烯層壓復(fù)合材料在兩種情況下的粘合性,包括嵌段共聚物和嵌段共聚物。結(jié)果表明,不存在嵌段共聚物的層狀復(fù)合材料容易剝離。