一种绿色生产塑料的制备方法!

许多常见的材料是不可持续的,有些有害于植物或动物,有些则含有稀有元素,这些元素将不总是像现在这样容易获得。未来的巨大希望是通过使用新型有机分子实现不同的材料性能。仅包含常见元素(例如碳,氢或氧)的有机高性能材料可以解决我们的资源难题,但制备这些材料通常不环保。即使最终产品本身是无毒的,在此类材料的合成过程中也经常使用剧毒的物质。

钢反应堆在Miriam Unterlass的实验室中。图片来源:维也纳科技大学

在维也纳工业大学采取了不同的方法:在由维也纳工业技术学院的Miriam Unterlass教授领导的有机高性能材料研究小组中,采用了完全不同的合成方法。代替有毒的添加剂,仅使用热水。现在已经取得了决定性的突破:使用新工艺可以生产出两类重要的聚合物,这是向新方法工业化迈出的重要一步。结果现已发表在著名的Angewandte Chemie杂志上。

高压高温

“我们正在研究所谓的水热合成工艺,” Miriam Unterlass说。“我们正在高压和高温下工作,压力约为17 bar和200°C。事实证明,在这种极端条件下,可以避免使用有毒溶剂,否则这些溶剂对于生产这些聚合物是必不可少的。 “绿色化学”是指不仅使最终产品而且使化学工业中的合成方法更环境友好的那些方法。

几年前,Miriam Unterlass借助这项技术取得了第一个积极成果。Unterlass说:“例如,我们成功地生产了有机染料或聚酰亚胺(一种在航空和电子工业中不可缺少的塑料)。这也引起了业界的极大兴趣。” “但是现在我们迈出了重要的一步:我们能够从两类非常有趣的塑料中合成不同的聚合物实例:聚苯并咪唑和吡喃聚合物。”

超塑料的新制备方法

例如,聚苯并咪唑如今在燃料电池中用作膜,因为它们即使在高温下也耐酸,并且还可以传导质子。聚苯并咪唑纤维还存在于防火服中,例如消防员的防护服。Unterlass说:“这已经表明它们是真正的超级塑料。”

另一方面,Pyrron聚合物除具有出色的稳定性外,还具有特别令人感兴趣的电子性能。因此,它们适用于诸如场效应晶体管或电池中功能强大且高电阻的电极材料等应用。

Miriam Unterlass说:“使用我们的水热工艺可以制备这些聚合物的事实非常显着,因为在通常条件下,生成这些塑料的化学反应对水很敏感。” “这表明我们的方法在广泛的应用中前景如何。”

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