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可降解轮胎用合成橡胶生产的新方法：将环戊烯转化为聚环戊烯化合物

美国得州A&M大学里的一个由卡塔尔(TAMU-Qatar)和加州理工学院组成的团队于2016年8月22日宣布，已开发出一种制取合成橡胶新的方法，一旦这种材料被丢弃，它可以很容易地降解返回到其化学组成，并可使新轮胎和其他产品进行重新使用。研究人员已将他们的工作成果在费城美国化学学会(ACS)第252届年会上发表。

根据橡胶制造商协会分析，2013年美国有近2.7亿条轮胎被丢弃，这个国家每个成人不止一条。许多非降解废弃轮胎被在垃圾填埋场埋存。超过一半成为轮胎衍生的燃料，废轮胎与煤炭和其他材料相混合，帮助水泥窑、纸浆和造纸厂与其他工厂提供电力。但环保人士担心，这种做法可望加害污染物排放到空气中。

自2012年以来，该研究团队一直致力于制取拥有可降解材料的轮胎。研究人员开始采用称为环戊烯的基础分子。环戊烯及其前身物环戊二烯是来自石化炼油丰富废料的低价值的主要组分，特别是其蒸汽裂解操作的C5馏分，其包含五个碳原子的烃类。

与加州理工学院的同事们合作，他们一直在研究催化剂，用于使环戊烯分子粘合在一起制取聚环戊烯化合物(polypentenamers)，它类似于天然橡胶。

目前，合成橡胶生产商使用丁二烯作为基础材料，但其成本最近上升，打开了竞争的大门。所以转向环戊烯作为潜在的替代。计算表明，将环戊烯聚合，可在相对温和的反应条件下降解，因此需要最少的能源和投入，这应当是可能的。

已作出理论研究，预测了使用平衡开环易位转移聚合，基于聚环戊烯化合物的轮胎添加剂的合成和可回收性的可行性。然后做了实验研究，发现这个概念能很好工作。

利用钌，一种过渡金属催化剂，研究人员使环戊烯在0℃下聚合，并可在40℃～50℃下使所产生的物质分解。对行业来说，这些是低温，不需要大量的能量。此外，在实验室里，他们可从他们所开发的几种基于聚环戊烯化合物的轮胎添加剂回收100%的起始材料。

进一步的新研究，将合成橡胶与其他的轮胎材料，包括金属和填充剂相混合。研究人员也放大了他们的实验结果，看轮胎行业是否实际可以使用他们的过程。如果基础研究非常有前途，在这一点上，研究人员相信，然后他们的行业合作伙伴将继续进入这个项目，并给市场带来这种材料。

研究人员承认该项目得到卡塔尔基金会和卡塔尔国家研究基金的资助。