创新技术革新PVC产品的耐用性

该研究集中于一种可靠的方法，将化学添加剂与聚氯乙烯（PVC）结合。

PVC常见于各种产品中，如玩具、建筑材料和医疗包装，使其成为全球第三大使用的塑料。尽管PVC很流行，但纯PVC往往脆弱且对热敏感，因此制造商在使用前通常需要用额外的化学物质来稳定它。

然而，这些稳定性添加剂，也被称为增塑剂，提供的只是临时解决方案。随着时间的推移，这些物质会逸出，导致塑料分解成潜在有害的化合物和微塑料。由俄亥俄州立大学化学和生物化学副教授Christo Sevov领导的研究团队现在找到了通过施加电力来将这些化学添加剂牢固地结合到PVC的方法，以减少不必要的反应。

“我们的技术不同于传统的方法，因为它涉及将增塑剂直接化学附着于PVC，而不仅仅是将它们混合在一起，”Sevov解释说。

这种对PVC分子的改造增强了其耐用性和化学变化抗性，最终产生了特性更好的材料。

“我们对改变PVC属性的控制程度感到兴奋，”Sevov表示。“这代表着有意改变PVC属性的第一步，无论是为了使其更硬、更有延展性还是更柔软。”

该团队面临一些障碍；许多合成聚合物的改性失败，因为化学反应通常是为小分子设计的，而不是像纯PVC这样的大分子。研究人员通过改进催化剂，经过大量实验，成功应对了处理大分子时的挑战。

研究结果已发布在期刊Chem上。

除了推进有机化学研究外，该团队的研究具有重要的环境意义。减缓塑料的降解可以显著减少微塑料—微小的塑料碎片—进入环境的释放。

目前已知这些微粒污染我们的空气、水和食物供应，对人类健康和野生动物构成风险。估计每年平均个人摄入78,000到211,000个微塑料颗粒。

随着科学家们对微塑料对地球的长期影响有了更深入的了解，有机化学家正在竞相寻找解决方案，以消除日常生活中的微塑料，Sevov指出。

“许多化学家正在将焦点重新引导到大分子上，以开发创新的方法来提升再利用、回收和改性现有聚合物，”他表示。例如，回收PVC会进一步削弱材料，因为将塑料转化为不同形态所需的高温会使其过程效率低下。

相比之下，Sevov的方法允许在材料开始降解之前显著更多地重用该材料，从而增强其使用寿命和可重用性，他解释道。

展望未来，一旦能有效规模化减轻PVC降解的策略，消费者可以对哪些材料是安全的有更大的控制。这项研究强调，他们的方法目前是进行商业PVC改性的唯一可行方法。

“在商业PVC改造所需的规模上，没有更有效的方法来实现这一目标，因为这是一个庞大的工程，”Sevov表示。“尽管仍有很多工作需要做，以充分解决微塑料问题，但我们已经建立了一个坚实的基础，以便继续前进。”

其他来自俄亥俄州立大学的共同作者包括Jordan L.S. Zackasee、Valmuri Srivardhan、Blaise L. Truesdell和Elizabeth J. Vrana。此次研究得到了美国能源部初期职业研究计划的支持。