Zephyrnet Logosu

Çevreye duyarlı yeni bir polimerizasyon yöntemiyle geleceği üretmek

Tarih:

Metalik olmayan organokatalizörleri içeren yeni bir çevre dostu polimerizasyon yöntemine ilişkin bilgiler, verimli polimerik ürünlere kapı açar

Kredi: Fotoğraf izniyle: Nagoya Teknoloji Enstitüsü'nden Dr. Koji Takagi

Modern dünyadaki birçok malzeme - ona hakim olan plastiklerden onu çalıştıran elektronik çiplere kadar - polimerlerden yapılmıştır. Her yerde bulunmaları ve dünyamızın gelişen gereksinimleri göz önüne alındığında, onları yapmak için daha iyi ve daha verimli yöntemler bulmak, devam eden bir araştırma meselesidir. Ayrıca mevcut çevre sorunları, çevre dostu yöntemlerin ve girdi malzemelerinin kullanılmasını zorunlu kılmaktadır.

Japonya, Nagoya Teknoloji Enstitüsü'nden bilim adamları tarafından yapılan son araştırmalar, 1980'lerden beri var olan ve başarılı olan bir polimerizasyon tekniğine yeni bir bükülme ekleyerek bu damarda olmuştur: polimer zincir büyümesinin yeteneğine sahip olmadığı canlı katyonik polimerizasyon monomer tüketilene kadar sona erdirmek. Bilim adamları, plastiklerde kullanılan en yaygın polimerlerden ikisi olan vinil ve stiren polimerler için oda sıcaklığında bu reaksiyon için ilk kez metal içermeyen organokataliz gösterdiler. Yöntemleri sadece mevcut metal bazlı yöntemlerden daha verimli değil, aynı zamanda çevre dostudur. Bulguları Kraliyet Kimya Derneği'nde yayınlandı. Polimer Kimyası.

Çalışmalarında, ilk önce iyonik olmayan ve çok kimlikli (veya birkaç elektron çifti kabul eden) halojen bağlanan organokatalizörlerin, özellikle iki iyot taşıyan polifloro ikameli oligoarenin izobutil vinil eterin canlı katyonik polimerizasyonuna uygulanabilirliğini test ettiler. Çalışmanın baş bilim adamı Dr. Koji Takagi, bunu seçmelerinin nedenlerinden birini bir kenara bırakarak şöyle açıklıyor: “Noniyonik özellik avantajlıdır çünkü katalizör toluen gibi daha az polar çözücülerde çözünür ve bu tür maddeler için daha uygundur. vinil monomerlerin polimerizasyonu. "

Üç dişli varyantla, reaksiyonun oda sıcaklığında bile sorunsuz bir şekilde ilerlediğini,-teorik sınırdan daha az olsa da- makul bir sürede, katalizör ayrışmadan veya üründe bir kirlilik olarak görünmeden iyi verim ürettiğini buldular. Dr. Takagi'nin açıkladığı gibi, bu, endüstride kullanılan mevcut metalik katalizörlere göre iyi bir avantaj olabilir: "Metal bazlı katalizörler geçen yüzyılda malzeme bilimlerine önemli ölçüde katkıda bulunurken, kalan metalik safsızlıkların kirlenmesi genellikle üretilen malzemelerin kullanım ömrü ve performansı. Mevcut bulgunun son derece saf ve güvenilir polimerik malzemelerin üretimine yol açacağına inanıyoruz. "

Bunu söylerken elbette çalışmadaki diğer önemli bulgudan da bahsediyor. Çalışmalarının ikinci kısmı, iyonik iyodoimidazolyum katalizörlerinin çeşitli karşı anyonlarla (pozitif yüklü gruba eşlik eden negatif iyonlar) p-metoksistiren (pMOS) ve ikamesiz stirenin polimerizasyonuna uygulanabilirliğinin değerlendirilmesini içeriyordu, ikincisi daha zor. eskisinden daha polimerize olur.

pMOS, oda sıcaklığında iki saat içinde ve triflat karşı anyona sahip bir bidentat 2-iyodoimidazolyum tuzunun katalizör ayrışması olmadan kolayca polimerize edildi. Sübstitüe edilmemiş stiren, anyon stabilize edici ve hacimli karşı iyon içeren bir katalizör ile -10 ° C'de 24 saat reaksiyon yoluyla maksimum polimer verimi verdi.

Elde edilen ürünlerden bahseden Dr. Takagi, “Elde edilen polimerler herhangi bir özel amaç için tasarlanmasa da, metodolojimizin, metalik safsızlıkları içermemesi gereken iletken polimerlerin ve bozunabilir polimerlerin sentezine uygulanması bekleniyor. yeniden pratik kullanım için inşa edilecek. "

Gerçekten de, çeşitli uygulamalar için polimerik malzemelerin daha verimli üretimi ile ilerlemek için bulgular paha biçilmezdir. Bununla birlikte, organokatalizörlerin oda sıcaklığında başarılı bir şekilde kullanılması birçok başka avantaj da sunmaktadır. Birincisi, organokatalizörler, iyonik katalizörlerin nispeten higroskopik doğasının bu tür kontrollü polimerizasyon reaksiyonlarına yol açtığı bazen ciddi problemi dikkate alarak neme ve oksijene duyarlılıktan yoksundur. Ayrıca, kolaylıkla temin edilebilirler ve bu nedenle düşük maliyetlidirler. Ayrıca çevre için toksik değildirler. Reaksiyonlar oda sıcaklığında yürütüldüğünde, enerji gereksinimleri düşüktür.

Dolayısıyla bu çalışma, gelecekte sürdürülebilir yöntemlerle çevre dostu malzemelerden üretilen düşük maliyetli elektroniklerin önünü açmaktadır.

###

* Bu çalışma, 2020 Kasım 14 sayısındaki son yayından önce Ekim 2020'de çevrimiçi olarak kullanıma sunulmuştur.

Nagoya Institute of Technology, Japonya hakkında

Nagoya Institute of Technology (NITech), Japonya'nın Nagoya şehrinde bulunan saygın bir mühendislik enstitüsüdür. 1949'da kurulan üniversite, küresel eğitim sağlayarak ve çeşitli bilim ve teknoloji alanlarında en son araştırmalar yaparak daha iyi bir toplum yaratmayı hedefliyor. Bu amaçla NITech, öğrencilere, öğretmenlere ve akademisyenlere bilimsel becerileri pratik uygulamalara dönüştürmelerine yardımcı olmak için besleyici bir ortam sağlar. Yakın zamanda yeni bölümler ve 6 yıllık entegre bir lisans ve yüksek lisans kursu olan "Yaratıcı Mühendislik Programı" kuran NITech, üniversite olarak sürekli büyümeye çalışmaktadır. “Topluma katkıda bulunmak için eğitim ve araştırmayı gurur ve samimiyetle yürütme” misyonuyla NITech, temelden uygulamalı bilime kadar geniş bir araştırma yelpazesini aktif olarak üstlenmektedir.

Web sitesi: https: //www.nitek.AC.jp /eng /endeksi.html

Japonya Nagoya Teknoloji Enstitüsü'nden Doçent Koji Takagi hakkında

Dr. Koji Takagi şu anda Japonya'da Nagoya Teknoloji Enstitüsü'nde Yaşam Bilimleri ve Uygulamalı Kimya Bölümü'nde Doçent olarak görev yapmaktadır. 1998 yılında Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Mühendislik alanında doktora derecesini tamamlaması ile bu göreve katılması arasında, American Chemical Society de dahil olmak üzere birçok akademik topluluğun parçası olmuştur. Araştırma ilgi alanları polimer kimyası, sentetik kimya, işlevsel katı hal kimyası, cihazla ilgili kimya ve organik ve hibrit malzemelerdir. Bugüne kadar 93 bildiri ve 5 kitaba katkıda bulunmuş, birçok önemli proje ve sunumda yer almıştır.

Kaynak: https://bioengineer.org/fabricating-the-future-with-a-new-environment-friendly-method-of-polymerization/

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img