Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 28/04/2018, в 13 ч. 27 мин., 603 просмотров

Химики синтезировали бесконечно перерабатываемый пластик

Bill Cotton / Colorado State University

Американские химики синтезировали полимерный материал, по своим механическим свойствам и термической устойчивости не уступающий современным пластмассам, но, в отличие от них, его можно контролируемо перерабатывать, разбирая обратно на отдельные мономеры.

Полученные при этом мономеры годятся для новой полимеризации, за счет чего такой материал можно использовать многократно, пишут ученые в Science.

Американские химики из Университета штата Колорадо под руководством Юджина Чена (Eugene Y.-X. Chen) синтезировали новый тип полимерного материала, который обладает физическими свойствами — плотностью, упругостью и термической устойчивостью — на уровне современных пластмасс и при этом может быть многократно использован за счет цикла реакций полимеризации и обратной деполимеризации. Мономером этого соединения стала молекула на основе гамма-бутиролактона, в которой два из атомов углерода дополнительно связаны в циклическую структуру в транс-конформации. Получить такой мономер можно довольно легко и в больших количествах с помощью двухстадийного синтеза из доступных в продаже реактивов.

Химическая структура мономера. J.-B. Zhu et al./ Science, 2018

Последующая полимеризация мономера происходит тоже довольно легко: при комнатной температуре с использованием совсем небольшого количества катализатора (не более одного мольного процента) и всего за несколько минут. При этом можно использовать два различных типа катализатора. В зависимости от выбора одного из них будет образовываться один из двух типов полимеров: с линейной или циклической структурой. Средняя молекулярная масса линейных полимеров составила от 0,5 до 1 мегадальтона, а циклических полимеров — около 80 килодальтон.

Схема полимеризации γ-бутиролактона при комнатной температуре. J.-B. Zhu et al./ Science, 2018

По всем своим характеристикам — молекулярной массе, термической устойчивости и механическим свойствам оба типа полимера оказались очень близки к используемым сейчас видам пластика (при этом каждый из полимеров может существовать в двух хиральных конформациях, однако наилучшими свойствами обладала рацемическая смесь двух энантиомеров). Так, температура плавления рацематов как циклического, так и линейного полимера составила около 190 градусов Цельсия, температура стеклования — около 50 градусов Цельсия, а модуль упругости — около 2,7 гигапаскаля, что сравнимо с показателями современных пластиковых материалов, например, биоразлагаемого полилактида.

Основным достоинством синтезированного полимера ученые называют возможность его многократной переработки с помощью деполимеризации, которую можно проводить либо с помощью термолиза при температурах выше 300 градусов Цельсия, либо при более умеренных температурах (около 120 градусов Цельсия) в присутствии хлорида цинка ZnCl2. Выход реакций разложения составил около 97 процентов. Образованные при деполимеризации мономеры по своим свойствам не отличаются от начального состояния, и их можно снова использовать для получения нужного полимерного материала.

Ученые отмечают, что похожие перерабатываемые пластмассы уже были синтезированы и ранее, однако, все они уступали современным пластмассам по своим механическим свойствам и термической устойчивости. Предложенный же в данной работе материал позволяет и многократно проводить циклы полимеризации и деполимеризации, и обладает требуемыми для пластиковых материалов свойствами.







Источник




Комментарии

Наш опрос

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2018 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100