废胎不做废柴！看新一代废胎如何再利用

材料牛注：随着交通工具增多，废旧的轮胎越堆越高，带来的麻烦也越多，科学家们为了解决这一问题煞费苦心，终于废物得以再利用！

环保主义者已经不满废旧轮胎很久了，它们被堆弃在垃圾填埋场，招致释放毒气的火灾、港口害虫，最终只能作为燃料燃烧。科学家们也试图摆脱这一祸害，进而研发了一种新方法来制造合成橡胶。随着这种材料被丢弃，它可以立即降解为一些化学建材，或者在新轮胎及其他产品中再利用。

研究人员在美国化学会（ACS）第252次全国会议暨博览会上展出了他们的研究成果。其中，Robert Tuba博士发言说道，这个项目的基本思想是利用石化工业的副产品，并将其转化为可回收的、带有附加值的化学品，以便在轮胎和其他产品中使用，我们的目的是为社会和环境做创造一些福利。

据橡胶制造商协会调查，美国在2013年丢弃了2.7亿个轮胎，这甚至高于每个美国成人丢弃一个的数量。大量的轮胎堆积在垃圾填埋场，由于轮胎不可降解，它们可能会一直堆放在这里。其中的一大半成为燃料，经切碎后与煤或其他材料混合燃烧，给水泥厂、造纸厂等工厂供电。但环保人士担心，燃烧废旧轮胎可能会污染空气。

一个可行的解决方案是，美国过剩的废旧轮胎可能推动可降解的材料来制造新一代轮胎。自2012以来，该研究小组的负责人Hassan S. Bazzi博士，一直在德州农机大学卡塔尔校区（TAMU-Qatar）致力于这个方案。他们从一种被称为环戊烯的基本分子着手，环戊烯及其前体环戊二烯是石化炼油时产生的丰富废料的主要成分，且价格低廉。特别是蒸汽裂解C5馏分的操作，C5是包含有五个碳原子的碳氢化合物。加州理工大学的同事们也一直尝试用催化剂把环戊烯串在一起做成聚环戊烯，它与天然橡胶十分相似。

合成橡胶制造商通常使用丁二烯作为他们的基础材料，但最近丁二烯的成本上升了，这无疑又打开了竞争的大门。Tuba想把环戊烯作为丁二烯的潜在替代品，同时，计算结果也表明聚环戊烯是很有前景的，因为它在相对温和的反应条件下可以降解，也意味着所需的能源和费用最小。

TAMU-Qatar的Antisar Hlil解释道，我们用平衡可逆的开环易位聚合来预测合成的可行性及聚环戊烯基轮胎添加剂的再循环能力的理论研究，通过实验研究我们发现理论研究也起了很大的作用。

研究人员使用过渡金属催化剂——钌在0℃合成聚环戊烯，并在45—50℃分解它。较低的温度在工业上就意味着需要较少的能量。此外，在实验室里，他们可以把自己研发的基于聚合物的轮胎添加剂全部转化为原始材料。新的研究在不断推进，合成橡胶可以与金属、填料等其他轮胎材料混合。研究人员还扩大了他们的实验范围，以检验轮胎行业是否可以他们的方案推向实际应用。

Tuba最后表示，如果这个基础研究方案非常有前景，我们也相信的确如此。届时，我们将与行业合作伙伴一起推进这个项目，并把材料推向市场。

原文链接：Reducing tire waste by using completely degradable, synthetic rubber

本文由编辑部杨浩提供素材，刘万春编译，点我加入材料人编辑部。