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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家公布了一種光解聚氨酯的新方法。在昆士蘭科技大學的Christopher Barner-Kowollik的帶領下,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照射下被分解。Barner-Kowollik表示,這種方法可以幫助開發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。

       聚氨酯是一類應用廣泛的聚合物,其應用范圍從密封劑、膠粘劑等工業產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,可以通過改變其組成單體的結構進行調整。然而,聚氨酯的強氨基甲酸酯連接性和高度交聯性使其在不破壞環境的情況下進行降解成為一個挑戰。聚氨酯的廢物管理通常涉及燃燒,而燃燒是能源密集型的,并且會產生高污染的氣體,這就促使人們努力通過環保的方式生產可降解的聚氨酯。

Barner-Kowollik和他的同事開發的策略是利用紫外光降解聚氨酯。聚氨酯通常是通過二異氰酸酯與多元醇反應來制備的,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,與二異氰酸酯進行階梯生長聚合,形成了在每一個其他單體單元處具有可光解點的聚合物。在紫外光照射下,鄰硝基芐基基團發生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。

       通過紅外光譜和核磁共振氫譜技術的結合,研究小組得以探索鄰硝基芐基基團的降解途徑。加拿大西部大學的聚合物化學和智能材料專家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......并且將有助于未來設計光降解聚合物。"

       對于Barner-Kowollik來說,未來工作的最大挑戰在于降解大塊的材料?!拔覀兊牡谝粋€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有反應。在這里,我們通過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。未來的研究將看到更長波長的光用于降解更持久的塑料材料?!?br/>

       

                                                                                        文章來源:率捷咨詢編譯整理。

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