Spændende ny udvikling for polymerer fremstillet af affaldssvovl

Forskere ved University of Liverpool gør betydelige fremskridt i søgen efter at udvikle nye svovlpolymerer, der giver et miljøvenligt alternativ til nogle traditionelle petrokemisk baserede plastmaterialer.

Kemiker fra University of Liverpool og Royal Society Research Fellow, Dr. Tom Hasell og hans team, har udgivet to artikler, der demonstrerer praktisk og spændende udvikling inden for svovlpolymerteknologier og anvendelse.

Denne nye forskning bygger på deres spilskiftende opdagelse i 2019, da de rapporterede om en ny katalytisk proces til fremstilling af polymerer af svovl.

Svovl er et affaldsprodukt fra mange industrielle processer, og i de senere år er et stigende antal materialer forskere blevet interesseret i at bruge det som et miljømæssigt alternativ til olie til fremstilling af plast. Udover at være i rigelig forsyning, svovl har også den ekstra fordel, at det fører til lettere genanvendelige polymerer.

I et papir udgivet i Angewandte Chemie , Dr. Hasell og kolleger gør en spændende opdagelse, der adresserer svovlpolymerers svaghed, en faktor, der har begrænset dens anvendelse.

Ledet af ph.d. studerende Peiyao Yan, papiret viser, at tilføjelse af en anden type binding, urethanbindinger, til materialerne øger styrken af ​​svovlpolymerer med op til 135 gange. Den måde, hvorpå denne anden type binding indføres, betyder, at mængden kan kontrolleres, og styrer igen de fysiske egenskaber af polymererne.

De forstærkede svovlpolymerer viste sig at have formhukommelseseffekter-de kan sættes i én form, før de midlertidigt deformeres til en anden. Når den opvarmes lidt, de 'husker' den tidligere form og går tilbage til den. Denne indstillingsproces og midlertidige deformation kan gentages flere gange.

Dette er den første for svovlpolymerer, og på trods af disse usædvanlige egenskaber, polymerernes svovlbindinger betyder, at de stadig er nemme at genbruge og åbner op for potentielle anvendelser inden for områder som blød robotik, medicin, og selvreparerende genstande.

I et andet papir, udgivet i Kemisk videnskab , Dr. Hasells gruppe gik sammen med forskere ved Flinders University i Australien for at vise, at svovlpolymerer kunne danne gummilignende materialer, der let kunne repareres til deres oprindelige styrke inden for få minutter, bare ved at anvende en aminkatalysator, der hjælper bindingerne i de ødelagte overflader med at heles sammen igen.

Denne nye slags gummi og katalysator kan bruges med lavt energiforbrug for at gøre fleksibel, kan repareres, bæredygtige objekter - hvilket giver en meget reel og nyttig anvendelse til disse nye svovlpolymerer.

Dr. Tom Hasell sagde:"Begge disse papirer viser virkelig potentialet i polymerer fremstillet af svovlaffald til at være et levedygtigt erstatningsmateriale for nogle traditionelle petrokemisk baserede plastmaterialer.

"Ikke kun som et erstatningsmateriale, men som en, der er lettere at genbruge, og har spændende nye egenskaber for materialekemikere at udforske.

"Vi er spændte på at se, hvilke ideer forskere har til at bruge disse nye fund, især hukommelsesformen og "omprogrammering" egenskaber. "