聚乙烯因其耐用及多樣化，甚至可長(zhǎng)期使用的優(yōu)點(diǎn)，是世界上產(chǎn)量最高的塑料。為了拓展其性能，同時(shí)緩解長(zhǎng)久以來(lái)存在的環(huán)境問(wèn)題，康斯坦茨大學(xué)化學(xué)系斯蒂芬·梅金教授的團(tuán)隊(duì)在聚乙烯的分子鏈中引入了極性基團(tuán)，經(jīng)過(guò)處理后的聚乙烯可保持預(yù)期的優(yōu)良性能不變。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室研究的結(jié)果發(fā)表在2021年10月的《Science》雜志。

聚乙烯是一種非極性疏水材料。為了拓展聚乙烯材料性能，例如通過(guò)提高與金屬表面的附著力來(lái)拓展其性能，長(zhǎng)期以來(lái)嘗試采用的方法是在聚乙烯合成過(guò)程中將少量的極性基團(tuán)引入材料中。到目前為止這種方法很難奏效，因?yàn)樵诰酆线^(guò)程中使用的傳統(tǒng)催化劑會(huì)被極性試劑破壞。

該研究團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)成功地將酮基引入塑料分子鏈中。這是通過(guò)使用一種催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種催化劑可以與用作生成酮基的試劑的一氧化碳兼容，使引入酮基得以實(shí)現(xiàn)。

這一方法的關(guān)鍵是形成有限數(shù)量的酮基，以保持聚乙烯常規(guī)性能及良好的力學(xué)性能，如耐久性。

新型聚乙烯的另一個(gè)特點(diǎn)是，有限數(shù)量的酮基可以提高新型塑料的降解性。實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果表明，當(dāng)暴露在模擬陽(yáng)光下時(shí)，新型塑料表現(xiàn)為緩慢的鏈?zhǔn)浇到?，而傳統(tǒng)的聚乙烯不會(huì)降解。這種方法為開(kāi)發(fā)非持久性聚乙烯提供了一種新方法，但尚需對(duì)長(zhǎng)期使用性能進(jìn)行進(jìn)一步的研究。與此同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室研究證明，這種新材料的力學(xué)性能和加工性能與傳統(tǒng)聚乙烯性能相當(dāng)。