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新研究:光敏單體可使聚氨酯在光照下降解

2021-03-04

       澳大利亞和德國的科學(xué)家公布了一種光解聚氨酯的新方法。在昆士蘭科技大學(xué)的Christopher Barner-Kowollik的帶領(lǐng)下,該研究小組將光敏的鄰硝基芐基基團加入到聚氨酯中,使該聚合物在紫外線(xiàn)照射下被分解。Barner-Kowollik表示,這種方法可以幫助開(kāi)發(fā)基于聚氨酯的可降解包裝和膠粘劑,并希望可以推廣到其他聚合物。

       聚氨酯是一類(lèi)應用廣泛的聚合物,其應用范圍從密封劑、膠粘劑等工業(yè)產(chǎn)品到藥物輸送和生物相容性材料。聚氨酯聚合物的性能變化很大,可以通過(guò)改變其組成單體的結構進(jìn)行調整。然而,聚氨酯的強氨基甲酸酯連接性和高度交聯(lián)性使其在不破壞環(huán)境的情況下進(jìn)行降解成為一個(gè)挑戰。聚氨酯的廢物管理通常涉及燃燒,而燃燒是能源密集型的,并且會(huì )產(chǎn)生高污染的氣體,這就促使人們努力通過(guò)環(huán)保的方式生產(chǎn)可降解的聚氨酯。

Barner-Kowollik和他的同事開(kāi)發(fā)的策略是利用紫外光降解聚氨酯。聚氨酯通常是通過(guò)二異氰酸酯與多元醇反應來(lái)制備的,該小組的目標是使用多元醇引入聚合物的光降解性。在將光敏的o-硝基芐基基團加入到它們的起始二元醇中后,與二異氰酸酯進(jìn)行階梯生長(cháng)聚合,形成了在每一個(gè)其他單體單元處具有可光解點(diǎn)的聚合物。在紫外光照射下,鄰硝基芐基基團發(fā)生Norrish II型反應,最終導致C-O鍵異解裂變,形成酮-亞硝基化合物。

       通過(guò)紅外光譜和核磁共振氫譜技術(shù)的結合,研究小組得以探索鄰硝基芐基基團的降解途徑。加拿大西部大學(xué)的聚合物化學(xué)和智能材料專(zhuān)家Elizabeth Gillies認為這方面的研究特別值得注意。她表示:"雖然鄰硝基苯基此前已被加入聚合物以實(shí)現光降解性......這項研究將增強我們對降解機制的理解......并且將有助于未來(lái)設計光降解聚合物。"

       對于Barner-Kowollik來(lái)說(shuō),未來(lái)工作的最大挑戰在于降解大塊的材料?!拔覀兊牡谝粋€(gè)方法包括大塊聚氨酯的光降解。不幸的是,由于光散射,材料對我們的光處理仍然沒(méi)有反應。在這里,我們通過(guò)引用逐層降解的方法克服了這些限制,這在薄膜中效果特別好。未來(lái)的研究將看到更長(cháng)波長(cháng)的光用于降解更持久的塑料材料?!?br/>

       

                                                                                        文章來(lái)源:率捷咨詢(xún)編譯整理。

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