science >> Wetenschap >  >> Chemie

Chemici maken thermohardend polymeer met behulp van amine en triketon dat recyclebaar is

Omkeerbaar, dynamische covalente diktoeenaminebindingen. Diketoenaminebindingen ontstaan ​​spontaan uit triketonen en zowel aromatische als alifatische aminen. Onder sterk zure omstandigheden in water, de diketoenaminebinding hydrolyseert tot het triketon en een ammoniumzout. Credit: Natuurchemie (2019). DOI:10.1038/s41557-019-0249-2

Een team van onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory heeft een manier bedacht om een ​​soort recyclebaar thermohardend plastic te maken. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurchemie , de groep beschrijft het combineren van twee specifieke soorten monomeren om een ​​gemeenschappelijk type polymeer te vormen dat kan worden gerecycled met behulp van een zuur. Coralie Jehanno en Haritz Sardon van de Universiteit van Baskenland UPV/EHU hebben in hetzelfde tijdschriftnummer een News and Views-artikel gepubliceerd waarin het werk van het team in Californië wordt geschetst.

Plastic is een milieuprobleem geworden. Bedrijven maken ze en gebruiken ze in een breed scala aan toepassingen. Andere bedrijven en consumenten maken gebruik van de kunststoffen en gooien ze vervolgens weg. Maar omdat ze niet erg snel degraderen, ze bouwen zich op op stortplaatsen en in de oceaan. Een bepaald polymeer, bekend als een thermoharder, is bijzonder lastig omdat het veel wordt gebruikt en niet gemakkelijk kan worden gerecycled. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren een manier om een ​​soort thermoharder te maken die met een zuur in zijn samenstellende delen kan worden afgebroken en vervolgens kan worden gerecycled.

Om tot de juiste ingrediënten te komen, de onderzoekers gingen op zoek naar monomeren die ze konden gebruiken in een gesloten kringloop (waarin de monomeerbouwstenen worden teruggewonnen) als onderdeel van recycling. Ze belandden uiteindelijk op de monomeren amine en triketon. De onderzoekers ontdekten dat ze ze konden gebruiken om een ​​thermohardend polymeer te maken door simpelweg de twee samen te malen. Verder onderzoek toonde aan dat als het polymeer 12 uur in een sterk zuur werd geweekt, het diktoeenamine-bindingsnetwerk zou zijn bindingen vrijgeven, het scheiden van de monomeren. Volgende, ze ontdekten dat de monomeren konden worden gescheiden en verzameld met behulp van een operationeel eenvoudige procedure en vervolgens opnieuw konden worden gebruikt om nieuwe thermoharders te maken die bijna identiek waren aan het origineel dat ze hadden gemaakt.

In tegenstelling tot conventionele kunststoffen, de monomeren van PDK-kunststof kunnen worden teruggewonnen en bevrijd van alle samengestelde additieven door het materiaal eenvoudig in een zeer zure oplossing te dompelen. Krediet:Peter Christensen et al./Berkeley Lab

De onderzoekers testten vervolgens hun techniek in omstandigheden met andere materialen in het resulterende polymeer, zoals glasvezel of vlamvertragers. Ze melden dat dergelijke additieven de terugwinning van de monomeren niet hebben verhinderd of de nieuwe thermoharders die ervan zijn gemaakt, hebben verontreinigd. Ze merken ook op dat er veel meer tests van hun techniek nodig zijn om er zeker van te zijn dat de thermoharders veilig te gebruiken zijn en dat ze geen andere milieuproblemen veroorzaken.

© 2019 Wetenschap X Netwerk