Síntesis sostenible de monómeros C8 derivados de la biomasa para poliésteres reciclables y biodegradables de circuito...

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Ciencia de los materiales sostenibles
• Química ecológica

Sus antecedentes:

• Los plásticos totalmente basados en biomasa son cruciales para el desarrollo sostenible, pero se enfrentan a desafíos en la síntesis de monómeros.
• La disponibilidad limitada de monómeros adecuados dificulta la creación de polímeros de alto rendimiento, reciclables y biodegradables.
• Es esencial desarrollar rutas eficientes para obtener monómeros de cadena larga a partir de materias primas renovables.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una vía de síntesis sostenible para el ácido suberico, un ácido C8 α-dicarboxílico clave, a partir de precursores derivados de la biomasa.
• Para producir monómeros C8 adicionales, ácido 8-hidroxioctanoico y 1,8-octanediol, a partir del ácido suberico.
• Sintetizar y evaluar los poliésteres (PHO y POS) derivados de estos monómeros por sus propiedades, reciclabilidad y biodegradabilidad.

Principales métodos:

• Condensación secuencial de Knoevenagel y hidrodeoxigenación de ácidos derivados de la biomasa utilizando catalizadores Pd/HZSM-5 y MoOx/TiO2 para sintetizar ácido suberico.
• Hidrogenación del ácido suberico en el catalizador CoOx para obtener ácido 8-hidroxioctanoico y 1,8-octanediol.
• Policondensación en fusión de monómeros sintetizados para producir polihidroxioctanoato (PHO) y suberato de polioctileno (POS).

Principales resultados:

• Se han obtenido altos rendimientos de ácido suberico (85,5%), ácido 8-hidroxioctanoico (89,5%) y 1,8-octandiol (92,8%) a partir de materias primas renovables.
• Los poliésteres sintetizados PHO y POS con propiedades térmicas y mecánicas comparables al polietileno de baja densidad.
• Se ha demostrado una excelente reciclabilidad química en circuito cerrado (∼95%) y biodegradabilidad (∼87%) para ambos poliésteres.

Conclusiones:

• Estableció una estrategia viable para sintetizar ácidos α,ω-dicarboxílicos de cadena larga y monómeros relacionados a partir de recursos renovables.
• Se han desarrollado poliésteres de alto rendimiento (PHO y POS) con sostenibilidad durante todo el ciclo de vida, incluida la reciclabilidad y la biodegradabilidad.
• Avanzó en el campo de los polímeros sostenibles al proporcionar una ruta práctica a los monómeros para materiales avanzados.