日本Toray Research Center與德國Hahn-Schickard-Gesellschaft開發出一項綜合考量了溫度、時間、氧氣濃度之塑膠熱分解行為預測方法。研究團隊以熱重分析(TGA)取得的資料進行反應速度分析,並將反應率以溫度與時間的函數形式定量化,建立數學模型,促使在各種條件下的分解行為均可被預測。此外,將氧氣濃度納入分析,可計算不完全燃燒與完全燃燒的行為。此成果可將反應速率分析的知識融入材料設計的初期階段,將有助於以化學回收為目標之循環型材料的設計。
研究團隊開發的方法以熱重分析數據為基礎進行反應速率解析,並建立以溫度、時間及氧氣濃度為變數的數學模型。結果顯示,可在各種條件下定量預測分解行為。雖然聚合物熱分解過程中,單體產收率可能較低,但透過對分解過程的詳細預測,可獲得有助於探索提高產收率之反應路徑的相關知識。
Toray Research Center進一步指出,這項成果將促進對分解反應的理解,使在材料設計初期就能納入反應速率分析,實現涵蓋再利用製程的循環型設計。藉此不僅可降低實驗成本、加速材料開發,並可望應用於熱分解法的化學回收。除了分解反應之外,透過以數學方式表現溫度、時間、反應速率之間的關係,亦可望延伸應用於費托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)液體燃料等合成反應。