康斯坦茨大学开发含极性基团的新型可降解聚乙烯

聚乙烯因其耐用及多样化，甚至可长期使用的优点，是世界上产量最高的塑料。为了拓展其性能，同时缓解长久以来存在的环境问题，康斯坦茨大学化学系斯蒂芬·梅金教授的团队在聚乙烯的分子链中引入了极性基团，经过处理后的聚乙烯可保持预期的优良性能不变。这项实验室研究的结果发表在2021年10月的《Science》杂志。

聚乙烯是一种非极性疏水材料。为了拓展聚乙烯材料性能，例如通过提高与金属表面的附着力来拓展其性能，长期以来尝试采用的方法是在聚乙烯合成过程中将少量的极性基团引入材料中。到目前为止这种方法很难奏效，因为在聚合过程中使用的传统催化剂会被极性试剂破坏。

该研究团队目前已经成功地将酮基引入塑料分子链中。这是通过使用一种催化剂来实现的，这种催化剂可以与用作生成酮基的试剂的一氧化碳兼容，使引入酮基得以实现。

这一方法的关键是形成有限数量的酮基，以保持聚乙烯常规性能及良好的力学性能，如耐久性。

新型聚乙烯的另一个特点是，有限数量的酮基可以提高新型塑料的降解性。实验室研究结果表明，当暴露在模拟阳光下时，新型塑料表现为缓慢的链式降解，而传统的聚乙烯不会降解。这种方法为开发非持久性聚乙烯提供了一种新方法，但尚需对长期使用性能进行进一步的研究。与此同时，该团队的实验室研究证明，这种新材料的力学性能和加工性能与传统聚乙烯性能相当。