可降解塑料制品成竞相追逐的“热点”

2016-11-19 06:30:13 17
重庆君正转发:  2015年底,美国科罗拉多州立大学的华裔化学家EugeneChen教授和他团队中的博士后MiaoHong在《NatureChemistry》杂志上发表了一个令人惊喜的钻研成绩——“可回收”的生物塑料。

  可降解塑料制品成竞相追逐的“热点”

  在该篇论文中,作者尝试了金属催化剂与一些强碱,较终发现La金属螯合催化γ-丁内酯,成功在低温条件下实现内酯的开环聚合,得到了线形与环状两种聚合产物,较高转化率高达90%。较为重要的是:所得聚合物能够在加热条件下回到单体,实现降解循环利用。这篇文章实现了从无到有的突破,但是还是存在一个显著的问题——还须要使用金属催化剂。众所周知,金属催化剂价格昂贵,并且可能污染产物。

  高分子的呈现无疑给人们的消费和生活带来了极大的便捷,简直随处都能看到它的身影。不过,由于其多为石油基原料制备而成,且在制备过程中须要用到金属催化剂,因此可持续性较差,并会对环境带来很大的隐患,随后而来的“白色污染”问题也令人忧心。近年来开环聚合法以内酯小分子开环聚合成可生物降解的脂肪族聚酯备受关注。但是该办法通常须要在高温以及超高压的严苛条件下能力停止,因此开发新型的温和条件制备可降解的塑料制品成为竞相追逐的热点。

  为理处置这个问题,而且之前的工作也证明利用有机碱亦可得到聚合产物,EugeneChen教授和MiaoHong博士于是再度做出改进,使用了一种更强的有机碱tert-Bu-P4,在容易拔氢的同时该分子的正离子也有利于稳定γ-丁内酯拔氢后的负离子,首次在不使用金属催化剂的状况下实现了γ-丁内酯的低温开环聚合。

  这一次他们仍然实现了高达90%的单体转化率,并且用时更少,可得到高分子量的聚合物。所得到的聚合物产品为粉末状,并表现为聚酯材料的典型特征,可被浇铸成不同的形状。而较重要的,这些聚酯产品完全可回收,对其停止加热就可使其转化成纯的单体。作者强调:“使用有机聚合的办法得到的Poly-GBL可完全转化成纯单体而得到回收,要做的仅仅是对这种聚合物停止加热。”

  由于该反馈没有金属催化剂参加其中,因此关于那些强调“无金属”的产品和工艺来说,该反馈特别有吸引力。

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