將寶特瓶轉換成多孔性氣凝膠材料
2018/12/14 @國際
摘要
新加坡國立大學以減緩環境損害為目的，找到獨特方法為PET氣凝膠添加額外功能，開發出將塑膠廢棄物轉換為多孔性氣凝膠(aerogel)材質之關鍵技術。
示意圖
塑膠廢棄物具有毒性且無法以一般生物進行降解，這些廢棄物往往最終進入海洋和垃圾掩埋場，進而影響海洋生物健康並導致地下水汙染及可用地匱乏等衍生問題。時至今日，全球每年消耗寶特瓶的比例仍持續攀升，預期將在2021年達到超過5億噸/年的數量。
來自新加坡國立大學(National University of Singapore, NUS)的Duong Hai Minh副教授與其研究團隊，以減緩環境損害為目的，開發出將塑膠廢棄物轉換為多孔性氣凝膠(aerogel)材質之關鍵技術，相關研究成果已於Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects期刊中發表。
寶特瓶通常是以聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)為原料製成；而氣凝膠則是一種密度極低、表面積極高的多孔固體性材料，常進行隔熱、絕緣、防火等應用。研究人員以廢棄保特瓶與四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane, TEOS)成功開發出PET氣凝膠片(Recycled polyethylene tetraphalate silica aerogels)。研究產物的水接觸角平均為149.9°，質地輕巧、柔軟、耐用，具有良好彈性、隔熱性與吸收能力。一個寶特瓶可回收再生產A4尺寸的PET氣凝膠片，其製造技術也容易擴展至大規模生產。
研究人員也找到獨特方法為PET氣凝膠添加額外功能。例如，加入各種甲基官能基修飾，能快速吸收大量油脂，比現有商業吸附劑高出7倍效能；若塗上抗燃化學物質，新型輕質PET氣凝膠能承受高達620℃高溫，儘管重量僅比傳統抗燃材質輕約10%左右，其相對於傳統消防外套內襯材質確有高出7倍的阻隔能力；另外，藉由添加胺基於PET氣凝膠中，就具備快速從環境吸收二氧化碳的能力，效果與防毒面罩材質相當。為了闡明這項應用，研究團隊將PET氣凝膠嵌入商業用精密面罩，製作出能有效吸收灰塵顆粒與二氧化碳的口罩原型。【延伸閱讀】由海藻製成之可食用新式包裝材料
新加坡國立大學Duong Hai Minh研究團隊，所研發的PET凝膠應用廣泛，能將其表面修飾並呈現不同用處，此項成果能為環境減少傷害同時又可將塑料廢物再利用，達到保護環境與友善的目標。
資料來源
- Advanced fabrication and properties of hybrid polyethylene tetraphalate fiber–silica aerogels from plastic bottle waste
- Asian Scientist
文章摘譯
