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回收技术与材料

【智利】在垃圾填埋场中可存在数年的尼龙6,在甲酸作用下于150至180摄氏度分解,废弃渔网或将成为其下一个回收对象

责任编辑:Irene Shen7 分钟阅读
在垃圾填埋场中可存在数年的尼龙6,在甲酸作用下于150至180摄氏度分解,废弃渔网或将成为其下一个回收对象

要点

  • 智利大学团队在150-180摄氏度下实现尼龙6解聚,使用甲酸及正丁醇作为反应介质。
  • 智利塑料资源利用率从2022年的7.8%提升至2024年的10.3%,年消费量约130万吨。
  • 智利EPR法规规定2031年非家庭塑料包装回收率须达55%,2034年家庭类别达45%。
  • Bureo公司回收渔网制造新产品,而智利大学实验室旨在将材料分解至分子层面进行化学回收。

智利大学化学研究团队成功实现了尼龙6在150至180摄氏度条件下的分解。根据2026年7月6日发表于《Macromolecules》期刊的研究论文,该过程采用甲酸及正丁醇等醇类作为反应介质。

这种亦被称为聚酰胺6的材料,其分子链结构极为稳定,导致其在填埋场中可长期存留。研究团队已将目光投向更广阔的应用场景,并着手探索将该技术应用于废弃渔具处理的可能性。此类废弃物对生态环境构成了严峻挑战。

这项技术被称为解聚。其核心原理是将聚合物的长链结构拆解为更小的分子单元,这一过程类似于将砖墙逐块拆除,以便利用这些基础构件重新搭建墙体或制造其他产品。

在由Marcelo Vilches-Herrera作为第一作者署名的这项研究中,团队发现甲酸能够降低实现上述链断裂所需的温度。然而,反应的主要产物并非ε-己内酰胺(即尼龙6的原始单体),而是一类被称为N-取代氨基酯的化合物,这些物质可能具备其他应用潜力。

“我们原本计划更早发表这项成果,但与此同时,中国的研究人员也发布了相关论文,”Martín Santander回忆道。他目前就读于环境化学专业四年级,对这一技术的评价十分明确:“我们的方案更具可持续性,因为所使用的酸源自有机物质。”

历时两年的实验室攻关

2024年,化学博士马蒂亚斯·孔查(Matías Concha)在攻读研究生期间接手该项目并启动研究。随后,环境化学领域的尤利萨·皮诺(Yulissa Pino)和保拉·布里奥内斯(Paula Briones)加入团队。马丁(Martín)尚未完成学业,也在此后参与了工作。

这四人目前在圣地亚戈的胡安·戈麦斯·米拉斯(Juan Gómez Millas)校区,与学者苏珊·吕尔(Susan Lühr)共同开展研究。此外,瓦尔帕莱索天主教大学(Pontificia Universidad Católica de Valparaíso)的塞巴斯蒂安·加利亚多·富恩特斯(Sebastián Gallardo Fuentes)也提供了协助。

这种回收方式能为行业带来什么?在吕尔看来,关键在于回收可用于制造新材料的化学物质。“化学回收能够实现完整的循环周期,”她总结道。

旧渔网或成下一项测试对象

该大学将废弃渔具残留物视为一项环境挑战。这一方法若能适用于此类废弃物,正激励着研究团队尝试处理其他类型的垃圾。

在智利,已有企业通过解决这一问题谋生。Bureo公司回收渔网以制造新产品。该实验室的思路则有所不同,其目标是将材料分解至分子层面。

目前,该工艺尚需针对不同废弃物进行适配,未来还需扩大至更大规模。这并非易事。

智利目前仅对10.3%的废弃物进行资源化利用。

在智利,机械回收占据主导地位。其工艺流程包括收集、破碎、清洗、熔融及再成型。据智利塑料工业协会(Asipla)数据,该国年塑料消费量约为130万吨,资源利用率已从2022年的7.8%提升至2024年的10.3%。

生产者延伸责任(EPR)法规有望推动这一指标进一步增长。该法规规定,自2031年起,非家庭类别的塑料包装与容器须达到55%的回收率;而家庭类别的回收目标则设定为自2034年起达到45%。

然而,塑料的反复熔融加工可能导致其性能劣化。部分材料最终只能降级用于低价值产品,或与源自石油的原始塑料混合使用,尽管并非所有塑料都面临此问题(例如,瓶级PET已实现“瓶到瓶”的闭环回收)。

成本仍是制约其规模化应用的关键瓶颈

Asipla总经理马加莱娜·巴尔塞斯(Magdalena Balcells)将焦点对准了成本问题。她警告称:“学术界的研究方向无疑代表了未来的趋势,但这些研究与工业界的实际运作之间缺乏足够的沟通。”吕尔(Lühr)承认,目前的化学回收技术成本可能更高,因此他正致力于降低这一成本。

另一方面,马蒂亚斯·富恩萨利达(Matías Fuenzalida)正在寻找替代糖酵解(glycolysis)的方案,这是处理聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)时常用的一种反应。他希望能以更快的速度、更低的温度以及易于纯化的产品来实现目标,这类似于其他铝和PET化学回收项目,或是那些试图回收PET的酶技术。

富恩萨利达认为,企业在科学领域的投入不足,相关重担几乎完全压在大学肩上。而吕尔不愿坐等。“等到所有人都被污染了再行动就为时已晚,”他说。

该研究已发表于《大分子》(Macromolecules)期刊,智利大学于10月30日发布的官方新闻稿对此进行了说明。

编辑观点

化学回收在解决尼龙6等难降解塑料及废弃渔网问题上展现出技术可行性,但当前成本仍高于机械回收,且缺乏与工业界的充分沟通。从业者应关注甲酸解聚工艺的成本优化路径,以及其与现有分选、清洗环节的衔接,避免陷入“学术研究与工业运作脱节”的困境。

常见问题

尼龙6在甲酸作用下解聚的温度是多少?

150至180摄氏度。研究团队发现甲酸能降低链断裂所需温度,该过程在《Macromolecules》期刊发表,产物为N-取代氨基酯而非ε-己内酰胺。

智利塑料资源利用率从2022年到2024年变化多少?

从7.8%提升至10.3%。据Asipla数据,智利年塑料消费约130万吨,目前机械回收占主导,但反复熔融加工会导致性能劣化,限制其进一步增长。

智利EPR法规对2031年非家庭塑料包装回收率要求是多少?

55%。该法规规定自2031年起非家庭类别塑料包装与容器须达此回收率,家庭类别目标为2034年达45%,旨在推动行业从机械回收向更高效的循环模式转型。