尽管工业在努力实现可持续性,但大多数塑料(或聚合物)仍然是使用不可再生的化石燃料制造的。然而,研究人员现在已经找到了一种生产生物基丙烯酸酯树脂的经济方法。
这项研究发表在杂志上《应用化学》,展示了所有的合成步骤,从最初的积木到聚合,可以在一个反应器(一个锅)中进行,最大限度地减少对环境的影响。
大多数清漆、粘合剂和涂料由丙烯酸酯树脂制成,丙烯酸酯是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物。形成这些酯的原料欧洲杯足球竞彩是丙烯酸或甲基丙烯酸和醇。醇类赋予塑料柔软或坚硬、吸水或排斥等特性。
为了使这些聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯更具可持续性,来自法国巴黎Chimie研究所的Christophe Thomas和他的团队使用了来自生物或自然来源的酒精,而不是化石来源的酒精。这些成分包括植物基月桂醇、薄荷醇、四氢香叶醇(一种类似信息素的物质)、香草醛和乳酸乙酯。
除了通过可再生资源实现可持续性外,该团队还将尽可能少的步骤作为合成目标,换句话说就是一个壶式过程。这意味着他们必须找到适合过程中几个步骤的催化剂,并微调所有其他合成条件,如溶剂、浓度和温度。
这类合成的第一步是活化丙烯酸或甲基丙烯酸。研究人员能够从简单的盐中识别出催化剂。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(酸的缩合形式)反应,得到相应的酯,这是后续聚合物的组成部分。
“这个单体制备步骤非常高效,可以让我们在同一个反应器中进行聚合,”托马斯说。因此,在没有提纯中间产物的情况下,该团队最终能够从两到三种不同的单独聚合物中分别生产出广泛用于塑料生产的嵌段共聚物。
该团队的生物基塑料有许多有益的特性,这取决于组成它们的单体。例如,用乳酸侧链(poly(ELMA))制成的树脂又硬又脆,而用更柔韧的四氢香叶醇侧链(poly(THGA))制成的树脂在室温下柔韧。这组作者强调,由于可供他们使用的生物基酒精种类繁多,所以有许多可用的可能性。
除了该团队的方法的多功能性,他们的一锅合成也有助于减少环境足迹。由于经过加工的溶剂在塑料合成的e因素(或环境影响)中占很大比例,因此不经过加工的一锅工艺明显地大大降低了这一因素。他们最成功的合成将e因子减少了四分之三,证明了这项研究的重要性。
来源:https://www.wiley.com/en-us