化学的にリサイクル可能なポリスティレンの割れるコモノマー:ビニールポリマーの循環性に対する一般的アプローチ
Gavin R Kiel1, David J Lundberg2, Elisabeth Prince1
1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 28, 2022
まとめ
新しいチオノラクトン添加物は,ポリチレンなどのビニルポリマーの化学リサイクルを可能にします. このプロセスはデポリメリゼーションと再ポリメリゼーションを可能にし,元の材料と同様の性質を持つ再生可能なプラスチックを作成します.
科学分野:
- ポリマー化学
- 材料科学
- 持続可能な化学
背景:
- ポリスチレンなどのビニールポリマーは一般的ですが,環境への耐久性のためにリサイクルに問題があります.
- 現在のリサイクル方法では 材料の性能が低下し 実際の循環性を制限します
- ポリマーバックボーンに分割可能なユニットを組み込むことは,リサイクル性の向上への潜在的な経路を提供します.
研究 の 目的:
- ヴィニルポリメリゼーションのための分断可能なコモノマー添加物としてチオノラクトンを開発し評価する.
- これらの添加物を用いてビニールポリマーの化学分解とリサイクルを実証する.
- 結果となるポリマーの性質と再利用性を調査する.
主な方法:
- ティオノラクトンコモノマーをポリチレン (PS) と他のビニルポリマーに組み込む自由基のポリメリゼーション.
- 改造されたポリマーの選択的化学脱ポリマー化.
- 脱ポリマー化した断片の酸化再ポリマー化
- ポリマーのモラー質量,特性,リサイクル効率の特徴
主要な成果:
- 統計的に組み込まれたチオエステル結合 (2.555 mol %) は,PSをチオール末端の断片 (<10 kDa) に選択的に脱ポリマー化することを可能にしました.
- 酸化再ポリメリゼーションによって生成されたリサイクルされたPSは,高収量 (8095%) と原材料とほぼ同一のモラー質量を達成し,モラー質量記憶効果を示した.
- 2.5モル%の結合を持つ分解可能なPSと,そのリサイクルされた対称体は,初代PSに匹敵する熱力学的性質を示した.
- このアプローチは,交互に結合されたステロンの共ポリマーとポリアクリlateに対して有効であることが示された.
結論:
- チオノラクトンは,ビニールポリマーの化学分解とリサイクルに有効な分割可能なコモノマー添加物として機能する.
- この方法は,ポリマーの循環性を高めるための一般的な戦略を提供することで,特性保持されたリサイクル可能なポリマーの作成を容易にする.
- 実証されたモラー質量記憶効果と特性保持は,持続可能なポリマー管理への実行可能な経路を示唆しています.
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