可回收的生物塑料膜可清除水中的溢油

都来自荷兰的格罗宁根大学和NHL斯坦登应用科技大学的聚合物科学家已经用生物基苹果酸开发了一种聚合物膜。它是一种超两亲性的三聚体环氧树脂膜，可用于分离水和油。该膜是完全可回收的。当孔被污垢堵塞时，可以将其解聚，清洁并随后压入新的膜中。2021年3月7日发表在《先进材料》杂志上的文章描述了这种膜的产生。

您如何清除水中的漏油?这是一个很大的挑战。“爱”油和水的超两亲性膜是一种很有前途的解决方案，但还不是非常实用的解决方案。这些膜通常不够坚固，无法在实验室环境之外使用，并且由于藻类和沙子积垢而导致膜孔堵塞。格罗宁根大学的Chongnan Ye和Katja Loos以及NHL Stenden的Vincent Voet和Rudy Folkersma使用了一种相对新型的聚合物来制造既坚固又易于回收的膜。

动态网络

近年来，来自这两个研究所的研究人员共同研究了vitrimer塑料，具有热固性塑料的机械性能和耐化学性的聚合物材料。但是，由于可以解聚和再利用，因此微晶塑料也可以像热塑性塑料一样发挥作用。这意味着，vitrimer塑料具有制造用于溢油修复的良好膜的所有特性。“此外，它是由苹果酸(一种天然单体)制成的，” Loos补充道。

通过从天然单体苹果酸中压制和烧结聚合物来制造新的三聚体膜。该膜可以通过球磨以及随后的压制和烧结来回收。图片来源：叶崇南，格罗宁根大学

Voet解释说：“玻璃体中的聚合物以可逆的方式交联。” “它们形成了一个动态网络，可以回收利用膜。” 通过原始质和环氧改性的生物基苹果酸之间的碱催化的开环聚合反应来生产玻璃质三聚体。通过球磨将聚合物研磨成粉末，并通过烧结过程将其转变成多孔膜。

水和油都会散布在最终的超两亲性膜上。在溢油中，水比油要多得多，这意味着膜被水覆盖，然后可以通过孔。投票：“膜表面的水膜使油不进入毛孔，从而使其与水分离。”

膜足够牢固，可以从水中过滤出油。当沙子和藻类堵塞孔道时，去除污染物后，该膜可解聚并从结构单元中重新生成。“我们已经在几平方厘米的实验室规模上对此进行了测试，” Loos说。“而且我们有信心，我们的方法在聚合物合成以及膜的生产和再循环方面都具有可扩展性。” 科学家们希望工业伙伴能够进一步发展。

创建这种用于溢油修复的新膜，可以显示研究型大学与应用型大学之间的合作力量。“有一段时间，我们决定通过共享学生，教职员工和设施，将两个研究所中的聚合物小组合并为一个。我们最近在荷兰成立了第一个混合研究小组，” Loos解释说。这使查找新设计材料的应用程序变得更加容易。Voet补充说：“高分子化学家努力将分子结构与材料特性和应用联系起来。我们的混合研究团队具有做到这一点的经验。”

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