プラスチック廃棄物を高性能材料にアップサイクルするポリマー編集技術(Polymer editing can upcycle waste into higher-performance plastics)

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2025-01-17 オークリッジ国立研究所(ORNL)

オークリッジ国立研究所(ORNL)の科学者たちは、廃プラスチックのポリマーを分子レベルで編集することで、元の素材よりも性能が向上した新しいマクロ分子を作成する手法を開発しました。この技術は、通常のリサイクルが難しい廃プラスチック(例:ゴムタイヤや玩具)を対象に、低温で短時間の化学反応を利用し、効率的なアップサイクルを実現します。このプロセスは従来のリサイクルに比べてエネルギー消費が少なく、廃棄物を有用な材料に変換することで循環経済の発展に貢献します。

<関連情報>

開環メタセシス重合のドロップイン添加剤としてのポリアルケナマー: 有望なアップサイクリングパラダイム Polyalkenamers as Drop-In Additives for Ring-Opening Metathesis Polymerization: A Promising Upcycling Paradigm

Jeffrey C. Foster,Joshua T. Damron,Jackie Zheng,Chao Guan,Ilja Popovs,Md. Anisur Rahman,Nicholas J. Galan,Isaiah T. Dishner,Tomonori Saito
Journal of the American Chemical Society  Published: October 29, 2024
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.4c10588

Abstract

プラスチック廃棄物を高性能材料にアップサイクルするポリマー編集技術(Polymer editing can upcycle waste into higher-performance plastics)

We report a distinct strategy to upcycle waste polyalkenamers such as polybutadiene into new, performance-advantaged materials by using them as drop-in additives for ring-opening metathesis polymerization (ROMP). The polyalkenamers serve as competent chain-transfer agents in ROMPs of common classes of cyclic olefin monomers, facilitating good molecular weight control, allowing low Ru catalyst loadings, and enabling efficient incorporation of the polyalkenamer into the synthesized polymeric material. We successfully demonstrate ROMP using model polyalkenamers and translate these learnings to leverage commercial polybutadiene and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) as chain transfer agents for ROMP copolymerizations. Critically, our strategy is shown to be highly efficient and operationally simple, quantitatively incorporating the polyalkenamer and inheriting aspects of its thermomechanical performance. Our results highlight a promising pathway for the upcycling of polyalkenamers and provide an alternative to existing deconstruction and functional upcycling strategies.

0504高分子製品
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