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          新研究:光敏单体可使聚氨酯在光照下降解

          2021-03-04

                 澳大利亚和德国的科学家公布了一种光解聚氨酯的新方法。在昆士兰科技大学的Christopher Barner-Kowollik的带领下,该研究小组将光敏的邻硝基苄基基团加入到聚氨酯中,使该聚合物在紫外线照射下被分解。Barner-Kowollik表示,这种方法可以帮助开发基于聚氨酯的可降解包装和胶粘剂,并希望可以推广到其他聚合物。

                 聚氨酯是一类应用广泛的聚合物,其应用范围从密封剂、胶粘剂等工业产品到药物输送和生物相容性材料。聚氨酯聚合物的性能变化很大,可以通过改变其组成单体的结构进行调整。然而,聚氨酯的强氨基甲酸酯连接性和高度交联性使其在不破坏环境的情况下进行降解成为一个挑战。聚氨酯的废物管理通常涉及燃烧,而燃烧是能源密集型的,并且会产生高污染的气体,这就促使人们努力通过环保的方式生产可降解的聚氨酯。

          Barner-Kowollik和他的同事开发的策略是利用紫外光降解聚氨酯。聚氨酯通常是通过二异氰酸酯与多元醇反应来制备的,该小组的目标是使用多元醇引入聚合物的光降解性。在将光敏的o-硝基苄基基团加入到它们的起始二元醇中后,与二异氰酸酯进行阶梯生长聚合,形成了在每一个其他单体单元处具有可光解点的聚合物。在紫外光照射下,邻硝基苄基基团发生Norrish II型反应,最终导致C-O键异解裂变,形成酮-亚硝基化合物。

                 通过红外光谱和核磁共振氢谱技术的结合,研究小组得以探索邻硝基苄基基团的降解途径。加拿大西部大学的聚合物化学和智能材料专家Elizabeth Gillies认为这方面的研究特别值得注意。她表示:"虽然邻硝基苯基此前已被加入聚合物以实现光降解性......这项研究将增强我们对降解机制的理解......并且将有助于未来设计光降解聚合物。"

                 对于Barner-Kowollik来说,未来工作的最大挑战在于降解大块的材料。“我们的第一个方法包括大块聚氨酯的光降解。不幸的是,由于光散射,材料对我们的光处理仍然没有反应。在这里,我们通过引用逐层降解的方法克服了这些限制,这在薄膜中效果特别好。未来的研究将看到更长波长的光用于降解更持久的塑料材料。”

                 

                                                                                                  文章来源:率捷咨询编译整理。

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