北卡罗来纳大学开发出一种新的化学回收方法，为橡胶废料提供了一种可持续的处理方案。通过将废弃轮胎转化为环氧树脂前体，该过程避免了产生有毒副产品，并且能在温和的条件下进行。
北卡罗来纳大学（UNC）的研究人员开发出了一种分两步走的工艺，该工艺能够将废弃橡胶分解成可用于制造环氧树脂的有价值的基础原料。这种方法运用了碳氢键胺化以及聚合物主链重排技术，能够将复杂的橡胶网络结构转化为胺基功能化材料，适用于工业涂料体系。
这项由亚历山大▪朱霍维茨基（Aleksandr Zhukhovitskiy）博士主导并发表在《自然》杂志上的研究成果，为传统的橡胶回收技术 —— 热解提供了一种更环保的替代方案。热解这种传统技术会产生诸如苯和二 恶英等有害副产品。而新的工艺在相对较低的温度（35 至 50 摄氏度）下且在水介质中进行，既降低了能源消耗，又减少了潜在的健康风险。
化学创新助力可持续回收
这种分两步走的方法首先使用硫二亚胺试剂有针对性地插入胺基。这种功能化处理为聚合物主链的重排奠定了基础，将原本不溶的橡胶转化为富含胺基的可溶片段。随后，这些片段可用于生产环氧树脂体系，其机械性能与传统的石油基配方相当。
在测试过程中，一种模型聚合物的分子量从 58100 克 / 摩尔降至仅 400 克 / 摩尔。实际的橡胶废料在 6 小时内就被完全分解，这显示出该工艺在工业规模化应用方面的潜力。
环氧树脂涂料与绿色化学的潜力
通过这种工艺制得的环氧树脂，其性能特点可能与传统的双酚 A 型环氧树脂体系相似。由于环氧材料广泛应用于涂料、胶粘剂和复合材料领域，该方法为实现更具可持续性的配方设计提供了一条充满希望的途径。
除了技术优势外，这项研究还使用环境影响因子（E-factor）对该工艺进行了评估。由于使用了溶剂，整体的环境影响因子仍然较高，但简化后的环境影响因子（不包括溶剂）则显著降低，这表明该工艺存在优化的空间。目前，该团队正在探索更环保的溶剂替代品，以提升该工艺的环境友好性。
资料来源：北卡罗来纳大学，《自然》杂志，2025 年 4 月
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