Специалисты Политехнического института и государственного университета Виргинии синтезировали биоразлагаемую альтернативу полиолефинам – популярному сырью для полиэтиленовых и полипропиленовых продуктов.
Для этого исследователи использовали новый катализатор и полиэстеровый полимер, сообщает phys.org. Выводы команды, работавшей под руководством доктора Рона Тонга, представлены в Nature Communications.
Одна из крупнейших сложностей в производстве полимеров – управление тактичностью или симметричностью молекулярной структуры. При размножении мономерных подблоков в макромолекулярную цепь сложно повторять порядок побочных функциональных групп. Они сильно влияют на физические и химические свойства материала, вроде температуры плавления. Постоянная стереохимия ведет к лучшим свойствам. Тонг заявил, что группа нашла способ создавать ее в полиэстерах.
«Не существует метода проводить такой химический процесс, — сказал специалист. – Люди ранее проводили его с полилактидом, но мы показали, что, если управлять стереохимией, полиэстеры получат улучшенные химические и физические свойства».
Авторы использовали новый фотохимический редокс-катализатор Ni/Ir. Неожиданно простой химический процесс запускает реакцию обычной лампочкой. Стереоселективный цикновый катализатор начинает циклополимеризацию мономера О-карбоксиангидрида, создавая улучшенные полиэстеры. Процесс занимает несколько часов и требует мало катализатора. Итоговый материал имеет большую молекулярную массу, термостойкость и степень кристаллизации. Он может распадаться в водном растворе.
«Обычный катализатор не управляет стереохимией, но этот – может», — сказал Тонг.
Закончив с синтезом, Тонг объединился с Голяном «Грегом» Лю, чтобы показать улучшение свойств у новых полимеров.
«Управление и испытание тактичности – непростой процесс, — отметил Лю. – Используя дифференциальную сканирующую калориметрию и ядерный магнитный резонанс, мы предоставили веские доказательства появления структуры и свойств, к которым мы стремились. Этот синтез полиэстеров может предоставить новую библиотеку полимерных материалов, которых у нас не было раньше».
Авторы уверены, что их биоразлагаемые структуры смогут в будущем заменить пластик из нефтепродуктов.
Ваше мнение