美国研究人员开发了一种新的尼龙-6回收方法(近乎定量地解聚尼龙-6)

电动悟空摘录 尼龙-6是一种坚韧不可生物降解的塑料，不能通过传统方法回收。据外国媒体报道，美国研究人员开发了一种新的尼龙-6回收方法，使用三酰胺兰（lanthanum trisamido）催化剂可以在没有溶剂的情况下，在适当温度下回收高选择性、近定量的聚尼龙-6——ε-己内酰胺（ε-caprolactam）。从聚合物的一端取出单体，就像从珠链上取出珍珠一样。

(图片来源:wiley）

尼龙面料是汽车制造、包装、基础设施、纺织和渔业的首选材料。它具有弹性、耐化学性、高抗拉强度和高耐磨性等优异性能，但也影响了材料的生物降解性。例如，在海洋塑料垃圾中，废弃尼龙渔网约占10%。

在工业上，通过对ε-开环聚合自己的酰胺可以制成不同的尼龙-6材料，年产量约500万吨。因此，产生了大量的废物，造成了严重的环境影响。此外，尼龙-6的碳排放也很大。ε-己内酰胺单体由化石基原料通过高成本的多步骤工艺制成。回收利用可以节约资源和能源，降低生产成本。

虽然其他塑料的回收过程正在缓慢加速，但尼龙-6很难回收。由于在高温下部分分解，不可能将其融化在高温下部分分解；燃烧能源生产是不可行的，因为氢氰酸和其他有毒化合物；以前的化学回收已经证明过于复杂和低效，或者需要使用有问题的化学物质。

由西北大学（Northwestern University）和国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory ）的研究人员Yosi Kratish和Tobin J. Marks负责任的团队已经开发出一种新的、高效的催化技术，可以用来回收尼龙-6。

尼龙-6可以通过这种方法解聚ε-自内酰胺，选择性超过95%，产量超过90%。同时，只需相对温和的温度(240℃）环境。聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物不会受到干扰。

该团队的成功受益于基于商业稀土金属三酰胺络合物的催化剂。兰络合物具有最高的催化活性。研究人员通过实验数据和计算提出了创新的反应机制。第一步是将氢离子从末端的酰胺N-H将键移除，并将催化剂共价结合到聚合物上。然后，回咬（backbiting）过程中，将ε-从链的末端逐一分离自己的内酰胺单元。