Biobased塑料耐用性和强度的重要一步
自然通信在最近的一篇论文中,研究人员在工业可持续化学集团为首的教授Gert-Jan Gruter拿一个重要一步的生产完全biobased,僵化的聚酯。他们展示一个简单的,然而创新、合成策略来克服固有的低反应性的biobased二级和到达聚酯二元醇,有很好的机械和热性能,同时高分子量。它使生产非常坚固耐用biobased塑料积木,已经商业化。
自然通信中所描述的研究论文进行了内RIBIPOL项目由荷兰研究理事会资助NWO来自工业,尤其是乐高和Avantium。玩具公司支持项目的一部分搜索非化石塑料砖块替代。Avantium瓶——和电影感兴趣的应用程序。论文的第一作者是丹尼尔•维恩兰德博士研究生毕业于10月27日。总共5博士生参与RIBIPOL项目,其中2最近为他们的论点辩护。
刚度是关键
一般来说,聚酯塑料合成从小dialcohol和二酸分子。这些单体缩合反应耦合,导致聚合物链的分子构建模块以一种交流的方式。宏观材料特性的结果从构建块的数量,使聚合物链,从单体的固有属性。特别是他们的刚度是一个公司的关键,坚固耐用的塑料。在这方面,单糖dialcohol异山梨醇潜在biobased单体中是独一无二的。它有一个非常严格的分子结构和工业上已经可用。
然而,异山梨醇相当稳定,在过去的二十年里已经被证明很困难获得有用的isosorbide-based聚酯。这是几乎不可能到达足够长的聚合物链(达到一定的延性),而将足够大量的异山梨醇(到达一个强大和持久的材料)。
将一个芳基醇
维恩兰德和他RIBIPOL同事已经克服这个僵局,通过融合的芳基醇聚合过程。这导致原位形成的活性芳基酯和显著增强的末端在缩聚反应,合成聚酯的最后阶段当异山梨醇低反应性抑制传统熔融聚酯链增长。结果,高分子量材料可能产生的高分数的biobased刚性二级二醇,甚至100摩尔%。首次高分子量聚(琥珀酸异山梨醇)可以生产,获得的涤纶异山梨醇和琥珀酸。由此产生的强烈的塑料比现有的塑料宠物在耐热性方面,例如相关的重用——认为洗瓶,发生在85°C。isosorbide-based聚合物还显示有前途的屏障和机械性能优于常见的化石材料。
这部小说本文描述聚合方法的特点是操作简单和标准的聚酯合成设备的使用。它适合现有的和小说聚酯成分;研究人员预测探索先前难以接近涤纶成分基于与低反应性单体也应用同样的方法在其他类聚合物聚酰胺、聚碳酸酯等。
参考:维恩兰德DH,范德马斯河K,王Y, et al .克服biobased的低反应性,二次在聚酯二醇的合成。Nat Commun。2022;13 (1):7370。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 34840 - 2
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