Eindhoven科技大学开发计算机模型 改善可回收塑料的加工性能

（图源：Eindhoven官网）

据外媒报道，埃因霍温科技大学（Eindhoven University of Technology）研究人员发现，新型可回收塑料类玻璃聚合物（vitrimers）的加工性能，不仅受温度影响，还受到密度的影响。在汽车产业，此类发现有助于推动生产可回收仪表盘。

类玻璃聚合物的商业化道路

众所周知，塑料很难回收，容易造成环境污染，这主要说的是硬塑料或热固性塑料，比如台球或汽车仪表板。另一种塑料，即热塑性塑料，很容易回收，但是强度很差，工业上常用这种材料来做铝箔、咖啡杯或玩具。2011年，科学家们开发出一种新的塑料，即类玻璃聚合物，这种塑料与硬塑料一样坚固，并且可以回收利用。

然而，类玻璃聚合物的商业化之路还很长。为了实现这一目标，制造商需要了解，如何改变材料性能，促进其应用。然而，在很大程度上，科学家们对于这种物质的工作原理，仍然一无所知。

温度对类玻璃聚合物的影响

埃因霍温科技大学的物理学家Liesbeth Janssen、博士生Simone Ciarella和理学学士Rutger Biezemans开发计算机模型，观察温度和密度对类玻璃聚合物的影响。Janssen表示：“现在我们更加了解这种材料的物理构成。希望在后续项目中，能够生产真正的可回收塑料，满足产业需求。”

对材料脆性进行微调 提升可加工性

模型表明，类玻璃聚合物的脆性决定其加工性能。Ciarella表示：“脆性（Fragility）是指一种材料从固体变成液体的速度，反之亦然。脆性越低，塑料就越容易加工，材料可回收性也就越好。”Liesbeth Janssen和同事深入了解并预测这种脆性的影响，对其进行调整。似乎可以通过调整材料密度，改变其脆性。通过这种方式，制造商将来可以准确地设置期望行为。

通过了解三种塑料的物理特性，可以解释这些现象。塑料由聚合物长链构成，热固性塑料的长链之间有许多连接，所以强度很大。但是，加热会使这些连接不可逆地断开，因此回收能力很差。热塑性塑料中没有连接，因此很容易高温变形，但是强度不够。

Ciarella称：“有趣的是，类玻璃聚合物中确实有很多连接。但是，在加热过程中，这些连接会在不同的链之间进行切换。因此，在室温下，这些类玻璃聚合物的表现，与热固性材料一样强。而加热时，就会像易变形的热塑性塑料一样，发生熔化并保有其质量。”