重新设计的生物聚合物解决热稳定性的挑战

化学设计一个有前途的bio-derived聚酯变成一个完全可循环利用的热稳定性聚合物展览记录。这些结构性修改解决关键问题,以前有限使用polyhydroxyalkanoates (pha)作为商业塑料的替代品。

pha,自然产生的一些细菌,是一个类有前途的候选人为新可持续的聚酯塑料。酯键的存在提供了更多的可能性比聚合物化学回收围绕烃骨干,“解释道安东尼Buchard,一个可持续的聚合物从巴斯大学的研究员,英国。

由于其可协调的属性和生物降解性,pha能帮助解决全球塑料垃圾问题。然而,一些基本的挑战他们的商业用途有限。两个氢原子毗邻酯债券尤其不稳定且容易消除在升高的温度下。融化过程中这一热不稳定性的问题尤其严重,当塑料的形状和塑造。尽管pha降解,没有有效的方法完全恢复单体单元,意义有价值的化工原料是输给了环境而不是融入新产品。

现在,领导的一个团队尤金·陈美国科罗拉多州立大学已经开发出一种综合修改PHA,表明高的热稳定性和化学循环完成。“我们采用了一种基本的方法来代替两个不稳定的α氢原子,α-position防止分解独联体消除高温,”他解释说。这烷基取代大大提高热稳定性,因此产生的pha现在可以融化处理。他们也机械韧性和艰难,甚至优于高密度聚乙烯和聚丙烯等规”。

这个结构变更还允许完全解聚的适当的催化条件下两种单体。“添加烷基组促进宝石双取代的索普−英格尔德效应,在一定条件下,鼓励环闭包并解聚的聚合物回到原来的环状单体的Buchard说,他没有参与这个项目。的第二个途径,利用酯联系,是通过水解解聚羟基酸。”

迈克尔剃须刀可持续材料专家来自曼彻斯特大学的英国印象深刻的工作。这是一个激动人心的第一步,打开许多扇门。虽然很高兴看到团队探索更大的尺度上,扩大商业相关数量的聚合物是一个明显的下一步,”他说。单体的合成过程需要改进——从最初的羟基酸的采购,并要求苯磺酰氯的路线。但这工作变革的潜力,它可以是一个真正的游戏规则,如果可以提高合成”。

单体合成正是团队专注于下一个计划,希望开发更高效的生物和化学原料路线。我们旨在使整个PHA生产过程更符合成本效益和经济竞争力,”陈说。我们也与工业合作伙伴评价和加强努力。