【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】6月29日消息，美國(guó)一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)近日取得了一項(xiàng)重要突破，他們成功開發(fā)出一種耐用的橡膠材料，有望在潛在減少輪胎顆粒物排放方面發(fā)揮作用。該研究團(tuán)隊(duì)由來自達(dá)勒姆杜克大學(xué)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家組成，他們主要聚焦于彈性體內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，特別關(guān)注那些較為脆弱的分子鍵。
研究人員在實(shí)驗(yàn)中采用了聚丙烯酸酯彈性體，并用在應(yīng)變下容易斷裂的環(huán)狀環(huán)丁烷代替了原有的交聯(lián)劑，實(shí)現(xiàn)了弱交聯(lián)體取代強(qiáng)交聯(lián)體的效果。杜克大學(xué)的化學(xué)教授Stephen Craig表示：“按照常理，我們可能會(huì)認(rèn)為較易斷裂的連接體會(huì)導(dǎo)致材料更容易被撕裂。然而，令人驚訝的是，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接反而變得更加強(qiáng)韌，而不是更加脆弱。”
通過進(jìn)行機(jī)械測(cè)試，研究人員將每種材料的薄片放入一臺(tái)設(shè)備中，該設(shè)備能夠測(cè)量撕裂樣本所需的力量。結(jié)果顯示，盡管兩種材料在剛度和彈性方面相似，但采用弱交聯(lián)劑制成的材料比采用強(qiáng)交聯(lián)劑制成的材料更難以撕裂，強(qiáng)度提高了9倍。Stephen Craig解釋道：“通過僅僅更換材料的一小部分，我們就實(shí)現(xiàn)了材料韌性的增強(qiáng)，而其他物理性能方面并沒有出現(xiàn)明顯變化，至少我們測(cè)量到的結(jié)果如此。”
據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)的這一設(shè)計(jì)思路是通過首先讓較薄弱的交聯(lián)劑斷裂，使得主要的聚合物鏈“松弛”下來，從而防止材料進(jìn)一步分解，即使出現(xiàn)小裂紋和瑕疵的情況下也能保持完好。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)這種方法申請(qǐng)了專利，并表示還需進(jìn)一步研究和改進(jìn)，以利用這一新發(fā)現(xiàn)開發(fā)更加堅(jiān)韌的合成橡膠，例如用于制造輪胎等應(yīng)用。
Stephen Craig指出，根據(jù)之前的研究估計(jì)，每年全球輪胎磨損釋放出約600萬噸的粉塵和
碎片，這些排放物占海洋中塑料微粒的10%，占空氣中顆粒物的3-7%。他強(qiáng)調(diào)說：“這些排放物主要來自于輪胎在路面摩擦的過程中產(chǎn)生的。”如果能將排放物減少10%，將有60萬噸塑料微粒不再進(jìn)入環(huán)境中。
這項(xiàng)研究的成果具有重要的環(huán)保意義，一旦這種耐用橡膠材料得到廣泛應(yīng)用，將有望減少輪胎磨損所產(chǎn)生的顆粒物排放，從而保護(hù)環(huán)境、減少塑料微粒的污染。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)為未來合成橡膠領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路和見解，也為汽車行業(yè)和其他相關(guān)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
