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艾因霍温科技大学计算机模型的开发,以提高可回收塑料的加工性能

发布日期:2020-01-15 16:43:49   来源:

(资料来源:Eindhoven网站)

据外国媒体报道,Eindhoven科技大学(EindhovenUniversityofTechnology)的研究人员发现,新型可回收塑料玻璃聚合物(玻璃体)的加工性能不仅受到温度的影响,还受到密度的影响。在汽车行业,这些发现有助于推动可回收仪表板的生产。

玻璃状聚合物商业道路

众所周知,塑料很难回收,而且容易受到环境污染,主要是硬质塑料或热固性塑料,如台球或汽车仪表板。另一种塑料--热塑性塑料--很容易回收利用,但其强度很低,通常用于工业生产铝箔、咖啡杯或玩具。2011年,科学家开发出了一种新型塑料,类似玻璃的聚合物,这种塑料与硬塑料一样坚固、可回收。

然而,玻璃状聚合物的商业化还有很长的路要走。为了实现这一目标,制造商需要了解如何改变材料的性能并促进其应用。然而,在很大程度上,科学家们对这种物质的工作原理仍然一无所知。

温度对玻璃状聚合物的影响

物理学家Liesbethjanssen、博士生Simoneciarella和Eindhoven科技大学的Rrutgerbiezemans开发了计算机模型来观察温度和密度对玻璃状聚合物的影响。现在我们对这种材料的物理组成有了更多的了解,詹森说。希望在接下来的项目中,我们能够生产出真正可回收的塑料,以满足行业的需要。

微调材料的脆性以提高加工性

模型表明,玻璃状聚合物的脆性决定了玻璃状聚合物的加工性能。脆性是指物质从固体转变为液体的速度,反之亦然,ciarella说。脆性越低,塑料加工越容易,材料的可回收性越好。Liesbethjanssen和他的同事们深刻地理解和预测了这种脆性的影响,并对其进行了调整。通过调整材料的密度,可以改变材料的脆性。这样,制造商就可以准确地设定未来的预期行为。

这些现象可以通过了解这三种塑料的物理特性来解释。塑料是由长链聚合物组成的,热固性塑料在长链之间有许多连接,所以它们很强。但是,加热导致这些连接不可挽回地断开,因此回收能力很差。热塑性塑料中没有连接,所以在高温下很容易变形,但强度不够。

有趣的是,玻璃状聚合物中有很多连接,ciarella说。然而,在加热过程中,这些连接在不同的链之间切换。因此,在室温下,这些玻璃聚合物的行为就像热固性材料一样强烈。加热时,它会像变形的热塑性塑料一样融化并保持质量。

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