尽管行业尽最大努力为可持续性努力,但大多数塑料(或聚合物)仍使用不可再生的化石燃料制成。但是,研究人员现在发现了一种生产生物基丙烯酸酯树脂的经济方法。
该研究发表在期刊上Angewandte Chemie,显示如何在单个反应器(一个锅)中进行所有合成步骤,从初始构建块到聚合,从而最大程度地降低了环境影响。
大多数清漆,粘合剂和油漆都是由丙烯酸酯树脂制成的,它们是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物。形成这些酯的原材亚博网站下载料是丙烯酸或甲基丙烯酸和醇。醇赋予塑料特性,例如柔软或硬度,以及吸水或排斥。
为了使这些聚丙烯酸酯和多甲基丙烯酸酯更可持续,克里斯托夫·托马斯(Christophe Thomas)和他的团队来自法国巴黎的De Recherche de Chimie,使用了来自生物基或天然来源的酒精,而不是化石来源。其中包括基于植物的Lauryl酒精,薄荷醇,四氢果糖(一种类似于信息素的物质),香草蛋白和乳酸乙酸乙酯。
除了通过可再生资源的可持续性外,该团队还针对尽可能少的步骤的合成,换句话说,一个锅中的过程。这意味着他们必须找到适合该过程几个步骤的催化剂,并且还可以很好地调整所有其他合成条件,例如溶剂,浓度和温度。
这种合成的第一步是丙烯酸或甲基丙烯酸的激活。研究人员能够从简单盐中鉴定出催化剂。这些物质也适用于下一步,将生物基醇与丙烯酸或甲基丙烯酸酐(酸的凝结形式)反应,以给出相应的酯,这是后续聚合物的构件。
“这种单体制备步骤高效,使我们能够在同一反应堆中进行聚合,”托马斯说。因此,在不纯化中间产品的情况下,该团队最终能够产生块共聚物,这些共聚物被分别产生的两种或三种不同的聚合物在塑料生产中广泛使用。
该团队的生物塑料具有许多有益的特性,具体取决于单体的组成。例如,用乳酸侧链(poly(elma))生产的树脂坚硬而脆弱,而产生的树脂则在室温下生产的四氢果糖侧链(poly(thga))在室温下柔韧。作者强调了许多可用的可能性,这要归功于它们可以使用的各种生物醇。
除了团队方法的多功能性外,他们的一锅合成还有助于减少环境足迹。由于可进行的溶剂可以解释塑料合成的电子因素或环境影响的很大一部分,因此没有工作的一锅过程显然会大大减少这一因素。他们最成功的合成将电子因素减少了四分之三,这表明了这项研究的重要性。
来源:https://www.wiley.com/en-us