Tạo ra nhiều loại nhựa thân thiện với môi trường, chịu nhiệt và trong suốt
của Đại học Nagoya
Trừu tượng đồ họa. Nguồn: Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (2022). DOI: 10.1021 / jacs.2c02569
Các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản đã phát triển một kỹ thuật mới để tạo ra polyme. Khám phá này được kỳ vọng sẽ dẫn đến sự phát triển của chất dẻo thân thiện với môi trường, chịu nhiệt và trong suốt hơn.
Nghiên cứu trước đây, chẳng hạn như nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm của người đoạt giải Nobel Giulio Natta vào những năm 1960, đã tạo ra các polyme bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là trùng hợp cation bất đối xứng. Tuy nhiên, nhóm của họ không thể kiểm soát được trọng lượng phân tử. Kiểm soát trọng lượng phân tử của polyme, đặc biệt là những polyme được sử dụng trong kỹ thuật sản xuất chất dẻo, rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến nhiều đặc tính của chất dẻo. Các polyme khối lượng phân tử cao, chảy cứng hơn mang lại hiệu suất tốt nhất vì chúng cứng hơn và có khả năng chống lại các tác hại của hóa chất và môi trường.
Một nhóm bao gồm Giảng viên Mineto Uchiyama và Giáo sư Masami Kamigaito của Trường Kỹ thuật Sau đại học tại Đại học Nagoya, và Giáo sư Kotaro Sato của Viện Công nghệ Tokyo, đã tổng hợp thành công các polyme hoạt động quang học với trọng lượng phân tử được kiểm soát. Để phát triển kỹ thuật kết hợp trùng hợp cation sống không đối xứng, họ đã kết hợp hai kỹ thuật hiện có: "trùng hợp cation sống" và "trùng hợp cation không đối xứng" của Natta. Kỹ thuật mới này tạo ra các polyme có trọng lượng phân tử được kiểm soát và hoạt tính quang học cao có thể được kiểm soát về mặt hóa học. Phát hiện của họ được báo cáo trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.
Các monome là các khối cấu tạo của polyme và đến từ nhiều nguồn khác nhau. Để thử nghiệm kỹ thuật mới của mình, nhóm đã bắt đầu với benzofuran, có thể có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên và là tiền chất của polyme polybenzofuran. Benzofuran tạo thành các polyme cứng với nhiệt độ chuyển thủy tinh cao và độ trong suốt cao. Nó cũng có thể tái chế về mặt hóa học. Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh cao của nó có nghĩa là polyme duy trì hình dạng cứng của nó, ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt. Do đó, benzofuran rất hữu ích cho việc tạo ra nhựa nhiệt dẻo trong suốt bền vững.
Như Giảng viên Uchiyama giải thích, "Phương pháp trùng hợp mới của chúng tôi có thể kiểm soát cả độ liền mạch và trọng lượng phân tử của polybenzofuran, dẫn đến các vật liệu polyme hoạt tính quang học độc đáo với cấu trúc được kiểm soát cao. Nghiên cứu này được kỳ vọng không chỉ dẫn đến sự phát triển của các phản ứng trùng hợp chính xác mới mà còn để phát triển các vật liệu polyme chức năng mới. Vì polybenzofuran có các đặc tính của một loại nhựa chịu nhiệt cao, nên nó được kỳ vọng sẽ trở thành một vật liệu mới như một loại nhựa chịu nhiệt với hoạt tính quang học. "
Hơn nữa, Uchiyama nhận thấy rất nhiều công dụng của hợp chất này. Ông nói: “Polybenzofuran có cấu trúc tương tự như polystyrene, là một trong những loại nhựa chính được sử dụng hàng ngày cho các sản phẩm khác nhau, chẳng hạn như hộp, hộp và bao bì nhựa. "Mặc dù polybenzofuran không được sử dụng như một loại nhựa thương mại có sẵn, nhưng nó có cấu trúc phân tử cứng hơn và nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh cao hơn polystyrene. Chúng tôi thấy nó được sử dụng như một loại nhựa mới có đặc tính nhiệt tốt. Hơn nữa, các đặc tính quang học độc đáo của nó có thể cung cấp thêm các chức năng. "
