酸堿度敏感塑料問世 可實(shí)現(xiàn)自然降解
2015-07-17 來源：中國聚合物網(wǎng)
人類造出了化學(xué)穩(wěn)定性很好的熱固性塑料，但是如何回收處理它們卻成了難題。比如熱固性塑料的敏感分解溫度通常要比它的耐熱溫度高很多。因此，科學(xué)家們一直在尋找解決熱固性塑料回收問題的方法。
近日，IBM阿爾馬登研究中心的研究人員提出了新的思路：創(chuàng)造一種對酸堿度敏感的新型熱固性塑料。這種塑料保持了優(yōu)越的性能，并且能夠在酸性條件下被分解為小分子單體，從而表現(xiàn)出可逆性。
加西亞博士和他的團(tuán)隊(duì)合成的是一種含氮雜環(huán)聚合物塑料:團(tuán)隊(duì)合成的在酸性條件下可降解的含氮雜環(huán)聚合物塑料。圖中每一個(gè)紅藍(lán)相間的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)1，3，5-六氫化三嗪.
加西亞等人先使用具有2個(gè)氨基的可聚合單體與聚甲醛在約50℃條件下合成一種半縮醛胺的共價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后繼續(xù)加熱到200℃，半縮醛胺脫水形成了1，3，5-六氫化三嗪并形成交聯(lián)點(diǎn)，形成塑料的高分子結(jié)構(gòu)。含氮雜環(huán)三嗪就這樣牽著彼此的手不放開，化學(xué)鍵良好的熱穩(wěn)定性讓這種新型熱固性塑料具有很好的耐熱能力。實(shí)驗(yàn)分析表明，這種塑料的韌性要比傳統(tǒng)的氮基聚合塑料更優(yōu)秀。
而真正讓它突破傳統(tǒng)的一點(diǎn)是這種新型熱固性塑料的pH敏感可逆性：雖然它對溫度不敏感，不過在pH值小于2時(shí)，只需經(jīng)過簡單的分解反應(yīng)，幾個(gè)小時(shí)后就能讓高分子聚合物分解成水和二氨基二苯醚：
pH敏感塑料分解后產(chǎn)生4,4''-二氨基二苯醚。它可以被用于聚酰亞胺和聚酯酰亞胺樹脂的生產(chǎn)。
與傳統(tǒng)的溫控反應(yīng)相比，這種由pH控制的反應(yīng)的好處在于耗能少、反應(yīng)易控制。這種反應(yīng)不需要加熱到很高的溫度，也不需要很長的反應(yīng)鏈。同時(shí)這種反應(yīng)的產(chǎn)物也很環(huán)！被矫芽梢宰鳛楹铣伤芰系脑显俅伪焕，而水就更不用說了。這樣就保證了回收這種塑料不會帶來任何已知的環(huán)境問題。
在發(fā)明和技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，我們也需要關(guān)注對環(huán)境的影響。加西亞和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這種對pH敏感的可逆塑料正是關(guān)注了這一點(diǎn)。如果這種塑料的合成純度能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)要求，那么對塑料產(chǎn)品對環(huán)境的影響就很可能會減少。同時(shí)，由于這種熱固性塑料具有更高的韌性，其塑料制品的壽命可能也會被進(jìn)一步提高，從而間接地減少了塑料垃圾。
近日，IBM阿爾馬登研究中心的研究人員提出了新的思路：創(chuàng)造一種對酸堿度敏感的新型熱固性塑料。這種塑料保持了優(yōu)越的性能，并且能夠在酸性條件下被分解為小分子單體，從而表現(xiàn)出可逆性。
加西亞博士和他的團(tuán)隊(duì)合成的是一種含氮雜環(huán)聚合物塑料:團(tuán)隊(duì)合成的在酸性條件下可降解的含氮雜環(huán)聚合物塑料。圖中每一個(gè)紅藍(lán)相間的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)1，3，5-六氫化三嗪.
加西亞等人先使用具有2個(gè)氨基的可聚合單體與聚甲醛在約50℃條件下合成一種半縮醛胺的共價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后繼續(xù)加熱到200℃，半縮醛胺脫水形成了1，3，5-六氫化三嗪并形成交聯(lián)點(diǎn)，形成塑料的高分子結(jié)構(gòu)。含氮雜環(huán)三嗪就這樣牽著彼此的手不放開，化學(xué)鍵良好的熱穩(wěn)定性讓這種新型熱固性塑料具有很好的耐熱能力。實(shí)驗(yàn)分析表明，這種塑料的韌性要比傳統(tǒng)的氮基聚合塑料更優(yōu)秀。
而真正讓它突破傳統(tǒng)的一點(diǎn)是這種新型熱固性塑料的pH敏感可逆性：雖然它對溫度不敏感，不過在pH值小于2時(shí)，只需經(jīng)過簡單的分解反應(yīng)，幾個(gè)小時(shí)后就能讓高分子聚合物分解成水和二氨基二苯醚：
pH敏感塑料分解后產(chǎn)生4,4''-二氨基二苯醚。它可以被用于聚酰亞胺和聚酯酰亞胺樹脂的生產(chǎn)。
與傳統(tǒng)的溫控反應(yīng)相比，這種由pH控制的反應(yīng)的好處在于耗能少、反應(yīng)易控制。這種反應(yīng)不需要加熱到很高的溫度，也不需要很長的反應(yīng)鏈。同時(shí)這種反應(yīng)的產(chǎn)物也很環(huán)！被矫芽梢宰鳛楹铣伤芰系脑显俅伪焕，而水就更不用說了。這樣就保證了回收這種塑料不會帶來任何已知的環(huán)境問題。
在發(fā)明和技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，我們也需要關(guān)注對環(huán)境的影響。加西亞和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這種對pH敏感的可逆塑料正是關(guān)注了這一點(diǎn)。如果這種塑料的合成純度能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)要求，那么對塑料產(chǎn)品對環(huán)境的影響就很可能會減少。同時(shí)，由于這種熱固性塑料具有更高的韌性，其塑料制品的壽命可能也會被進(jìn)一步提高，從而間接地減少了塑料垃圾。
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