人类有史以来最伟大的发明之一是偶然的。那是1942年，美国在珍珠港被轰炸后刚刚加入第二次世界大战。当美国人参军参战时，各大公司都在想方设法为战争提供帮助。当时，纽约罗彻斯特的伊士曼柯达公司提出了一个塑料瞄准镜的想法，可以提高盟军士兵的瞄准能力。化学家亨利·库弗在尝试制作这种材料时，发现了一种名为氰基丙烯酸乙酯的化合物的粘性，这种化合物最终成为了超级胶水。库弗放弃了将氰基丙烯酸乙酯转化为塑料的努力，而是专注于将产品开发为一种即时粘合剂。但潜力仍然存在。强力胶含有制造塑料所需的化学单体，人们只需要弄清楚如何防止它与其他表面立即结合。现在，发表在杂志上的一项研究详细介绍了一种将强力胶轻松转化为可重复回收的塑料的新方法。虽然它有可能取代不可生物降解的塑料，但一些聚合物专家警告说，它可能会在制造过程中引入不同种类的污染。
这项新研究的主要作者、爱达荷州博伊西州立大学的研究生研究助理艾莉森·克里斯蒂(Allison Christy)说，强力胶可以与许多不同的材料发生反应。如果你在制造粘合剂，这是理想的，因为它会产生增加弹性的短聚合物。然而，对于塑料制造来说，你需要长聚合物来保持耐久性。
强力胶的第一个挑战是延长它的反应时间。为了制造长聚合物，你需要更长的反应时间。作者筛选了弱结合物质(化学中称为引发剂)和一旦与超级胶接触就不会产生新化合物的共反应物。他们最终确定丙酮和少量二甲基亚砜(DMSO)作为引发剂，DMSO是一种无色液体，可溶解大多数有机和无机化合物。
该团队需要解决的另一个问题是在哪里引发反应。因为强力胶几乎能粘在所有东西上，他们需要一个不会与氰基丙烯酸乙酯反应的容器，让他们在不粘在墙上的情况下把塑料取出来。解决方案:特百惠。博伊西州立大学(Boise State University)材料科学与工程教授、该研究的作者斯科特·菲利普斯(Scott Phillips)说:“强力胶不能很好地粘附在聚丙烯和聚乙烯等塑料上，”这两种塑料是特百惠的主要塑料。
接下来，该团队提出了一种反应，可以减缓超级胶水的反应性，延长分子之间的结合时间，并创造出更长的聚合物。一旦他们得到了最终的塑料——聚氰丙烯酸酯或peca，他们就必须加强它。克里斯蒂通过退火或加热20至30分钟来改善其机械性能。PECA的热性能也允许研究人员将塑料塑造成不同的形状，比如碗。
最后一步关注的是可持续性。研究人员希望设计一种可以转化为原材料的塑料，从而创建一个减少浪费的闭环系统。为了做到这一点，他们将PECA加热到410华氏度，以打破将聚合物连接在一起的键，同时使用一种名为五氧化二磷的脱水剂去除任何意外形成的水。
这个过程提供了93%的原始单体的产量-一个“相当令人震惊”的结果，菲利普斯说。“强力胶单体非常活泼，我以为它会和所有东西反应。但它也是挥发性的，所以在这种加热条件下，它蒸发了，这立即使它与正常反应的所有物质分离。”由于像丙酮和DMSO这样的材料既便宜又容易获得，克里斯蒂预计如果在工业环境中进行，收率甚至会更高。
“这是一篇关于合成新聚合物的有趣论文，可能为塑料应用提供有用的性能，”密歇根州立大学化学工程和材料科学教授、生物塑料专家Ramani Narayan说，他没有参与这项研究。然而，他警告说，PECA可能会有与其他不可降解塑料相同的问题，并可能脱落在环境中积累的微塑料。
这并不是纳拉扬唯一的污染问题。他说，其中一个反应步骤是蒸发像丙酮这样的化学物质，这反过来又使残留的溶剂释放到空气中。对于那些对挥发性有机化合物排放有严格规定的制造工厂来说，这可能是一个问题。此外，纳拉扬指出，制造氰基丙烯酸乙酯所需的两种成分是氯乙酸和氰化钠，它们“通常被认为(对人类健康)不安全，也对环境不负责。”
这项研究确实提出了一个重要的问题:处理塑料的最佳方法是什么?据估计，当今世界上有83亿吨塑料。虽然绿色努力鼓励人们减少、重复使用和回收，但约79%的塑料被扔在垃圾填埋场，因为它们不可回收。例如，聚苯乙烯是一种基于石油的塑料，很难分解。然而，它是一种常见而多功能的塑料，用于酸奶杯和一次性勺子等日常产品。该研究的作者指出，它占塑料垃圾总量的6%。菲利普斯解释说:“如果人们可以在各种应用中使用[PECA]而不是聚苯乙烯，理论上应该可以减少6%，因为我们可以再次回收[塑料]作为原始材料。”
“我们不可能完全摆脱塑料。这是不可能的。这是对社会最有价值的材料之一，”克里斯蒂补充道。“如果我们能使用创造性的方法，重新思考塑料和我们周围的其他一些材料，那么就有值得追求的解决方案。”
