北伊利诺伊大学用大麻制造塑料 以减少环境污染

时间:2022-11-23 15:41:30    来源:盖世汽车

据外媒报道,美国北伊利诺伊大学(NIU)的研究团队希望开发一种更环保的方法,利用大麻来制造塑料。

(图片来源:北伊利诺伊大学)

塑料制品可能需要几个世纪才能降解。自1950年代以来,全球生产的塑料超过90亿吨,大部分被送进了垃圾填埋场。到2040年,因生产、使用和处理塑料而产生的温室气体排放,预计将占全球碳预算的19%。


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在RYMAC Industries公司的资金支持下,该研究团队致力于使用可生物降解的复合材料来替代塑料产品中的一部分塑料。为实现这一目标,研究人员将传统塑料与大麻混合。更具体地说,是工业大麻(Cannabis sativa)的纤维。

研究负责人、该校工程技术助理教授Mahdi Vaezi表示:“根据塑料的来源,无论是天然还是石油基塑料,这种生物复合材料产品的降解速度,比普通塑料要快得多。此外,这种塑料比纯塑料更环保,因为在制造过程中使用的化石燃料更少。”

(图片来源:北伊利诺伊大学)

使用工业大麻制造各种产品,甚至汽车,并不是新的想法。塑料的基本构成是聚合物大分子,通常利用石油资源制造,但相应的原材料开采过程耗能大、易造成污染。与之相反,大麻是一种更加环保、可快速更新的资源,可以用来制造生物复合材料。

在这项研究中,研究人员从以前的大麻塑料研究中汲取信息,旨在提出理想的配方和工艺,使用大麻添加剂来制造塑料材料。NIU塑料实验室的工程技术教授Robert Tatara表示:“通过加入一种吸水的天然成分,应该可以改善塑料产品的降解性或可回收性。当然,这在一定程度上取决于所混合塑料的成分。研究人员将尝试不同类型的塑料,以创造一种环保可行的产品。”

这是一项复杂的工作,需要确定在塑料中使用的大麻比例和制造变量,例如最佳湿度控制、生产温度和机械加工方法。使用不同的材料和化合物,所生产出的塑料品质也不同,例如高强度、低密度和吸音性。

(图片来源:北伊利诺伊大学)

一旦工艺得到优化,该团队将生产三种可用于制造产品的材料,包括适合机械加工的塑料锭、可用于制造过程的颗粒,以及3D打印使用的细丝。由于用户的期望属性不同,每种初级产品可能都有单独的配方。该校机械工程助理教授McQueeney表示:“如果能在塑料中使用40-60%的大麻,就会更加环保。”

为了能够制造产品,研究人员致力于寻找最佳和最具成本效益的方法,并将对产品的强度、耐用性和其他性能进行测试。总的来说,这种方法必须具有经济意义。

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