德国研发新铸模法利用二氧化碳作溶剂

2011-1-13 14:26 来源: 科技日报
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  据美国科学促进会近日报道,德国弗朗霍夫学会环境安全与能源技术(UMSICHT)研究院正在开发一种新的模型铸造方法,利用二氧化碳作为溶剂导入高分子材料,能塑造出从有色隐形眼镜到抗菌门把手等各种高科技产品。

  二氧化碳虽是造成全球变暖的祸首,但它也有广泛的正面用途,如用来生产尿素、甲醇和水杨酸等化工产品。在摄氏30.1度和压强73.8巴(bar)条件下,二氧化碳会进入一种类似于溶剂的超临界状态,成为染料、添加剂、医药成分和其他高分子材料的溶解“载体”。

  弗朗霍夫研究人员曼弗雷德·瑞纳解释说:“我们可以将液态二氧化碳成分注入装着塑料成分的高压容器直到饱和,然后慢慢升温加压使二氧化碳气体达到超临界状态,再进一步加压到170巴时,染料粉末就会完全溶解在二氧化碳中,随着二氧化碳气体扩散到塑料中去。整个过程仅需几分钟。当打开容器时,二氧化碳气体会散逸出去,色素留下来不会被擦掉。”

  研究人员还设法将聚碳酸酯加入纳米粒子进行灌注,让其有了抗菌能力,能完全杀死其表面上的大肠细菌。这种具有了抗菌能力的新型纳米粒子可以用来铸造门把手。瑞纳说:“用硅石和抗炎症活性药物成分氟比洛芬(flurbiprofen)也能灌注。我们的工艺适合用来灌注部分晶体和非结晶聚合物如尼龙、TPE、TPU、PP和聚碳酸酯。但不能用于结晶聚合物。”

  研究人员表示,这种新型灌注方法有很广泛的新用途。能定做高价值塑材和时尚产品如手机外壳等。此外,还可用于制造有色隐形眼镜,镜片中还能注入丰富的药物成分,在整个白天缓慢释放到眼睛里,作为一种可重复使用的眼药水替代品,治疗青光眼等病症。

  瑞纳表示,新工艺的最大优点是,能在温度远低于材料的熔点时将颜料、添加剂或其他活性成分导入接近表面的夹层,比传统灌注工艺更加温和。而且二氧化碳不可燃,无毒且廉价。它有类似于溶剂的性质,却不会像一般颜料溶剂那样对人体健康和环境造成危害。