將廢聚乙烯和聚丙烯產生的蠟裝滿燒瓶,在油浴中加熱,蠟在氣流的作用下氧化,通過催化氧化產生脂肪酸。圖片來源:弗吉尼亞理工大學
塑料和肥皂在質地、外觀以及使用方式方面幾乎沒有協同之處,但兩者在分子水平上有一個意想不到的聯系:聚乙烯(眼前全國上最常用的塑料之一)的化學結構與用作肥皂化學前體的脂肪酸驚人地肖似。這兩種材料都是由長碳鏈組成的,但脂肪酸在鏈的末端有一個額外的原子團。這種相似性意味著可將聚乙烯轉化為脂肪酸。
研究人員建造了一個類似烤箱的小型反應器,在烤箱底部,能產生足夠高的溫度使聚合物鏈斷裂;而在烤箱頂部,能冷卻到足夠低的溫度以防止聚合物鏈斷裂。熱解后,他們收集了殘留物,顯出它是由“短鏈聚乙烯”組成的蠟。
在增添了網羅皂化在內的幾個步驟后,該團隊制造出天下上第一塊塑料肥皂。這是一種不使用新催化劑或復雜程序的塑料升級循環的新路線。