芳纶纤维（如凯夫拉尔和特威龙等品牌）强度高但难以回收利用的情况，直到荷兰格罗宁根大学和NHL Stenden应用科学大学的聚合物科学家团队与荷兰帝人芳纶公司合作，开创了一种微波辅助化学工艺，此工艺无需刺激性溶剂，能在15分钟内实现96%的转化率，高效分解芳纶聚合物，为芳纶纤维的回收利用提供了更高效、更可持续的方法，并且通讯作者Katja Loos教授还阐述了这一工艺对于实现更可持续材料管理和支持闭环回收计划的意义等内容。
一直以来，凯夫拉尔（Kevlar）和特威龙（Twaron）这类芳纶纤维都以其惊人的强度令人瞩目。它们的强度与钢材相当，然而重量却轻得多，这使得它们在防弹背心、重型绳索以及耐用汽车轮胎等诸多领域大显身手。不过，就像很多事情都有两面性一样，芳纶纤维的超强强度也带来了一个极为棘手的问题——回收利用困难重重，这种情况一直持续到近期才有了转机。
有研究人员经过不懈的探索和创新，成功开创了一种微波辅助化学工艺。这个工艺可是相当厉害，它完全不需要使用那些刺激性很强的溶剂，就能够非常高效地分解芳纶聚合物。传统的回收方法呢，不仅缓慢，而且还需要极端的条件。相比之下，这种新的技术简直就是“神速”，仅仅15分钟，就能达到96%的转化率。
这张图是芳纶纤维解聚过程的艺术表现。图片来源是格罗宁根大学Dina Maniar博士编辑。
Twaron和Kevlar作为著名的芳纶纤维品牌，其在市场上的影响力不容小觑。但它们的回收问题始终是行业内的一块“心病”。目前的芳纶纤维回收方法主要有机械回收和化学回收两种。机械回收这种方式有很大的弊端，它会让材料的质量下降，这样一来，回收后的材料就无法再用于高性能的应用场景了。化学回收虽然能够将芳纶分解成它的结构单元，可是传统的化学回收方法需要有机溶剂，还得有高温环境，而且处理时间还很长。
而荷兰格罗宁根大学和NHL Stenden应用科学大学的聚合物科学家团队与荷兰帝人芳纶公司合作开发出的这个创新的微波辅助化学回收工艺就不一样了。2月21日，《美国化学学会杂志》对他们的这一突破进行了详细的介绍。
这张图是描述芳纶纤维高效化学回收的论文图文摘要，资料来源于格罗宁根大学/JACS。
芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）制成的。新的回收方法是利用微波反应器，在相对较低的温度下加速解聚过程，而且不需要使用那些有害的有机溶剂。这种方法仅仅在15分钟内就实现了96%的转化率，这无疑为芳纶纤维的回收利用开辟了一条新的、更加高效并且可持续的道路。
图中的人是JACS论文的第一作者Joël Banninga，他的论文介绍了芳纶纤维的高效化学回收利用，资料来源是格罗宁根大学。
JACS论文的通讯作者、高分子化学教授Katja Loos表示：“考虑到芳纶纤维的市场规模高达29亿美元，这一工艺有助于实现更可持续的材料管理，并且能够支持行业内的闭环回收计划。为了能够更好地理解和改进解聚过程，我们还需要和帝人芳纶合作开展更多的研究。”
这篇文章编译自/ScitechDaily，DOI: 10.1021/jacs.4c17791。
本文总结了芳纶纤维因强度高而难以回收的现状，重点介绍了荷兰相关团队研发的微波辅助化学回收工艺，该工艺无需刺激性溶剂，能在15分钟实现96%转化率，对比传统回收方法有很大优势，并且阐述了这一工艺对芳纶纤维回收利用的可持续发展意义以及对行业闭环回收计划的支持，同时也指出为了进一步理解和改进解聚过程还需要更多研究。
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