Oprettelse af mere miljøvenlig, varmebestandig og gennemsigtig plast

Forskere i Japan har udviklet en ny teknik til at skabe polymerer. Denne opdagelse forventes at føre til udviklingen af ​​plast, der er mere miljøvenligt, varmebestandigt og gennemsigtigt.

Tidligere forskning, som den udført af nobelpristageren Giulio Nattas gruppe i 1960'erne, skabte polymerer ved hjælp af en teknik kaldet asymmetrisk kationisk polymerisation. Deres gruppe kunne dog ikke kontrollere molekylvægten. Det er vigtigt at kontrollere molekylvægten af ​​polymerer, især dem, der anvendes til fremstilling af plast, fordi det påvirker mange af plastens egenskaber. Stivere flydende polymerer med høj molekylvægt giver den bedste ydeevne, da de er sejere og mere modstandsdygtige over for kemiske og miljømæssige skader.

En gruppe, der omfatter lektor Mineto Uchiyama og professor Masami Kamigaito fra Graduate School of Engineering ved Nagoya University, og professor Kotaro Sato fra Tokyo Institute of Technology, har med succes syntetiseret optisk aktive polymerer med kontrolleret molekylvægt. For at udvikle kombinationsteknikken for asymmetrisk levende kationisk polymerisation kombinerede de to eksisterende teknikker:deres "levende kationiske polymerisation" og Nattas "asymmetriske kationiske polymerisation." Denne nye teknik skaber polymerer med kontrolleret molekylvægt og høj optisk aktivitet, der kan kontrolleres kemisk. Deres resultater er rapporteret i Journal of the American Chemical Society .

Monomerer er byggestenene i polymerer og kommer fra forskellige kilder. For at teste deres nye teknik startede gruppen med benzofuran, som kan udvindes af naturressourcer og er en forløber for polymeren polybenzofuran. Benzofuran danner stive polymerer med en høj glasovergangstemperatur og høj gennemsigtighed. Det er også kemisk genanvendeligt. Dens høje glasovergangstemperatur betyder, at polymeren bevarer sin hårde form, selv ved ekstreme temperaturer. Derfor er benzofuran nyttig til at skabe bæredygtige gennemsigtige termoplaster.

Som foredragsholder Uchiyama forklarer, "Vores nye polymerisationsmetode kunne kontrollere både chiraliteten og molekylvægten af ​​polybenzofuran, hvilket fører til unikke optisk aktive polymermaterialer med stærkt kontrollerede strukturer. Denne forskning forventes ikke kun at føre til udviklingen af ​​nye præcisionspolymerisationsreaktioner men også til udviklingen af ​​nye funktionelle polymermaterialer. Da polybenzofuran har egenskaberne som en meget varmebestandig plast, forventes det at blive et nyt materiale som en varmebestandig harpiks med optisk aktivitet."

Desuden ser Uchiyama adskillige anvendelser for forbindelsen. "Polybenzofuran har en struktur, der ligner polystyren, som er en af ​​de vigtigste plasttyper, der bruges dagligt til forskellige produkter, såsom plastikbeholdere, etuier og emballage," siger han. "Mens polybenzofuran ikke bruges som en kommercielt tilgængelig plast, har den en stivere molekylær struktur og en højere glasovergangstemperatur end polystyren. Vi ser det blive brugt som en ny plast med gode termiske egenskaber. Ydermere kan dens unikke optiske egenskaber give yderligere funktionaliteter." + Udforsk yderligere

Udvikling af nye smarte bløde materialer:Syntese af en pH-reagerende dendroniseret poly(substitueret methylen)