可降解輪胎用合成橡膠生產的新方法：將環戊烯轉化為聚環戊烯化合物

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可降解輪胎用合成橡膠生產的新方法：將環戊烯轉化為聚環戊烯化合物

美國得州A&M大學里的一個由卡塔爾(TAMU-Qatar)和加州理工學院組成的團隊于2016年8月22日宣布，已開發出一種制取合成橡膠新的方法，一旦這種材料被丟棄，它可以很容易地降解返回到其化學組成，并可使新輪胎和其他產品進行重新使用。研究人員已將他們的工作成果在費城美國化學學會(ACS)第252屆年會上發表。

根據橡膠制造商協會分析，2013年美國有近2.7億條輪胎被丟棄，這個國家每個成人不止一條。許多非降解廢棄輪胎被在垃圾填埋場埋存。超過一半成為輪胎衍生的燃料，廢輪胎與煤炭和其他材料相混合，幫助水泥窯、紙漿和造紙廠與其他工廠提供電力。但環保人士擔心，這種做法可望加害污染物排放到空氣中。

自2012年以來，該研究團隊一直致力于制取擁有可降解材料的輪胎。研究人員開始采用稱為環戊烯的基礎分子。環戊烯及其前身物環戊二烯是來自石化煉油豐富廢料的低價值的主要組分，特別是其蒸汽裂解操作的C5餾分，其包含五個碳原子的烴類。

與加州理工學院的同事們合作，他們一直在研究催化劑，用于使環戊烯分子粘合在一起制取聚環戊烯化合物(polypentenamers)，它類似于天然橡膠。

目前，合成橡膠生產商使用丁二烯作為基礎材料，但其成本最近上升，打開了競爭的大門。所以轉向環戊烯作為潛在的替代。計算表明，將環戊烯聚合，可在相對溫和的反應條件下降解，因此需要最少的能源和投入，這應當是可能的。

已作出理論研究，預測了使用平衡開環易位轉移聚合，基于聚環戊烯化合物的輪胎添加劑的合成和可回收性的可行性。然后做了實驗研究，發現這個概念能很好工作。

利用釕，一種過渡金屬催化劑，研究人員使環戊烯在0℃下聚合，并可在40℃～50℃下使所產生的物質分解。對行業來說，這些是低溫，不需要大量的能量。此外，在實驗室里，他們可從他們所開發的幾種基于聚環戊烯化合物的輪胎添加劑回收100%的起始材料。

進一步的新研究，將合成橡膠與其他的輪胎材料，包括金屬和填充劑相混合。研究人員也放大了他們的實驗結果，看輪胎行業是否實際可以使用他們的過程。如果基礎研究非常有前途，在這一點上，研究人員相信，然后他們的行業合作伙伴將繼續進入這個項目，并給市場帶來這種材料。

研究人員承認該項目得到卡塔爾基金會和卡塔爾國家研究基金的資助。