高分子学系获得美国能源部塑料回收研究与开发基金

11/02/2020

阿克伦大学(UA)的一个团队由James Eagan博士而且王俊鹏博士(首席研究员),高分子科学助理教授,已获能源部提供的资金作为美国能源部塑料创新挑战赛的一部分。他们在未来三年内获得了总计2,049,242美元的奖励,用于开发新的可回收塑料,以应对塑料可持续性方面的挑战。参与该项目的其他UA团队成员包括马克·福斯特博士Toshi Miyoshi博士亚伯拉罕·乔伊博士,Ali Dhinojwala博士

他们的研究项目,用于轻质复合材料的高度可回收热固性该公司与太平洋西北国家实验室和雷神技术研究中心合作。“碳纤维增强塑料是一种非常轻便和坚固的材料,”伊根博士说。“从汽车到飞机,再到风力涡轮机,我们都在使用它们。这是因为它们是所有材料中强度重量比最高的材料之一。轻量化的特性不仅是伟大的性能,但提供了巨大的节能,因为更轻的重量意味着燃烧更少的燃料。不幸的是,这些材料不能回收。这是一个问题,不仅因为在环境中积累的废物,还因为碳纤维非常昂贵,制造能源密集型。我们提出的研究项目是一种新材料,既可以将材料回收到新的应用中,也可以在产品寿命结束时回收碳纤维。”

王博士说:“我们将从生物基碳源中开发热固性复合材料,如二氧化碳和生物质,具有化学和热可回收性。”“我们将把碳纤维增强塑料作为一个很好的候选应用。这种可回收热固性材料将提高高耗能碳纤维和塑料的回收率,并为复合材料提供寿命终结价值。我们的技术还将为生物基碳源开辟一条道路,用于大批量生产使用寿命长、性能与传统化石燃料材料相当的产品。”

伊根说:“这项技术的影响是可以回收材料。通过回收原料,我们不必从新的原料中制造这些轻质复合材料。这节省了能源、材料消耗和成本。”

他们的前沿研究将“用动态键取代传统热固性中的永久交联,可以热触发进行键交换以改变网络拓扑结构。”在使用温度下,热固性聚合物像传统的热固性聚合物一样刚性。在高于拓扑转变温度的温度下,材料表现为粘性液体热塑性聚合物,允许重塑和回收。”

除了这个研究项目,高分子科学与高分子工程学院“,还积极致力于可持续发展的其他方面,包括回收和升级现有塑料,开发可生物降解材料,以及利用可持续能源。


James M. Eagan博士为新聚合物的合成开发了合成方法,重点是聚烯烃材料。他于2019年加入阿betway苹果克伦大学,担任助理教授,此前他在沙特阿美高性能材料公司和Ascribe生物科学公司工作。2009年毕业于埃默里大学(Emory University),以优异成绩获得化学学士学位,2014年获得哥伦比亚大学(Columbia University)化学博士学位。伊根博士的论文工作,在Scott a . Snyder教授的指导下,研究了Diels-Alder环加成作为低聚倍半萜天然产物全合成的一般策略。博士研究结束后,在康奈尔大学教授Geoffrey W. Coates的指导下,Eagan博士研究了聚烯烃嵌段共聚物的合成和性能。这项研究的重点是通过使用多嵌段共聚物将两种最丰富的塑料聚乙烯和聚丙烯结合成机械性能稳定的共混物。

王俊鹏博士是一名物理有机和材料化学家。在加入阿克伦大学担任高分子科学助理betway苹果教授之前,他分别在麻省理工学院的Jeremiah Johnson教授和芝加哥大学的Luping Yu教授担任博士后。他跟随杜克大学Stephen Craig教授进行聚合物力学化学博士研究,2015年获得化学博士学位。王博士的研究小组最近开发了一系列化学可回收聚合物,可以潜在地解决塑料可持续性方面的挑战。这些聚合物表现出优异的热稳定性和化学稳定性,但在催化剂存在下可以降解成相应的单体。

James Eagan博士

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王俊鹏博士

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