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图片来源:chaiyapruek youprasert/Shutterstock.com
为了解决海洋中累计不可降解塑料废物的越来越担心，美国康奈尔大学的研究小组开发了一种新型高强度合成聚合物，称为全星聚环氧丙烷（IPPO）。
这种新型热塑性材料具有与传统塑料相似的机械性能，使其适合于商业应用，同时由于暴露在阳光下时在实际时间尺度上降解，因此对环境更安全。
尽管合成聚合物的大规模生产只在20年年中开始。TH.世纪，塑料需求和各种应用的非凡增长目前导致年度全球生产数百万吨。
工业捕鱼有助于海洋中的塑料废物
越来越多的环境问题是堆积在海洋中的不可降解塑料，因为这些材料的密度通常低于水，往往会无限期地留在水生系统中。欧洲杯足球竞彩
目前估计显示，海洋中漂浮的塑料废物总量的高达52％由丢失或丢弃的塑料捕鱼网，绳索和线条组成。这些废料可以通过捕获和缠欧洲杯足球竞彩结海洋动物的诱捕和缠绕在塑料被误认为食物后吞咽来造成显着损害水生寿命。
渔网和绳索通常由合成聚合物纤维制成，如等规聚丙烯(iPP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰胺(PA)，这些材料是不可生物降解的，通常具有中性浮力。欧洲杯足球竞彩
设计用于耐用性的塑料不会轻易降级
最近开发可降解工程塑料的努力显示了紫外线（UV）IPP和HDPE的光降解的一些承诺。然而，其烃骨架链的低反应性显着限制了降解速率。
开发和用于食品包装的生物降解塑料缺乏更高要求的工业应用所需的机械强度。
康奈尔大学化学与化学生物学系Geoff Coates教授领导的研究小组的科学家们利用了在合成聚合物化学领域长达10年的研究经验。
他们开发了一种非常精确的选择性聚合工艺，最终产物是高度均匀的等规聚丙烯氧化物（iPPO）大分子，iPPO是一种结构类似于iPP的合成聚合物。
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有序的聚合物链增加了机械强度
控制聚合物链的触觉（或连接到主链的侧基的立体化学排列）的能力为研究人员提供了提高新聚合物机械性能的工具。
高度同位素的聚合物链（具有相同的侧基取向）可以更容易地包装得更容易和形成晶体和纤维。材料的更高结晶度导致机械强度增加。
直接比较iPPO和最广泛使用的合成高强度纤维（如iPP、HDPE和尼龙6,6（一种商用PA纤维））的机械性能，发现iPPO的极限抗拉强度（UTS，材料在断裂前可承受的最大应力）在48至75 MPa之间（取决于聚合物的分子量），超过了商用iPP和HDPE纤维的UTS。最接近的匹配物是尼龙6,6，其中UTS仅相差几兆帕。
ipo的巨大强度是通过其应变硬化特性而增强的——应变硬化特性是通过更好的聚合物链排列来进一步改善材料在应力下的结晶顺序。
UV光氧化可以分解IPPO分子
然而，在iPPO结构中存在易受光化学降解影响的醚基（连接到两个烷基或芳基的氧原子），从环境角度来看，正是这些醚基使这种新材料如此有趣。
Coates教授的团队研究了聚合物在环境条件下30天的UVA光（波长为365 nm）照射下的降解情况。
结果清晰地表明逐步减少平均分子量(或聚合物链的平均长度)的聚合物从93 kDa 21 kDa由于聚合物链的碎片,而同样的材料在缺乏UVA保留其分子量不变。
在水生环境中具有较短的持久性的照片和可生物降解的塑料
虽然光降解可以破坏聚合物链，但它不能解决工业塑料的寿命结束问题。这种破碎可能导致微塑料(微米大小的塑料颗粒)的形成，并在水生环境中持续存在。欧洲杯猜球平台
然而，研究人员认为，iPPO的较小分子量片段可经历额外的生物降解过程，类似于低分子量无规聚丙烯氧化物，可在好氧条件下由微生物代谢。
该团队的最终目标是制造工业级塑料，最终可以降解而不会在海洋中留下痕迹。
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