作者:Florian Aigner /  維也納工業大學(TU Wien)

盡管有機塑料本身對環境無害,但在合成過程中經常使用有毒物質。維也納工業大學表明-還有另一種方式。

Miriam Unterlass實驗室中的1L鋼反應器

Miriam Unterlass實驗室中的1L鋼反應器

圖片 © Miriam Unterlass / 維也納工業大學

我們每天使用的許多材料都是不可持續的。有些有害于植物或動物,有些則含有稀有元素,這些元素將不總是像現在這樣容易獲得。未來的巨大希望是通過使用新型有機分子實現不同的材料性能。僅包含常見元素(例如碳,氫或氧)的有機高性能材料可以解決我們的資源問題-但其制備通常不環保。即使最終產品本身是無毒的,在此類材料的合成過程中也經常使用有毒的物質。

在維也納工業大學采取了不同的方法:在由維也納工業大學的Miriam Unterlass教授領導的有機高性能材料研究小組中,采用了完全不同的合成方法。代替有毒的添加劑,僅使用熱水,F在已經取得了決定性的突破:使用新工藝可以生產出兩類重要的聚合物,這是向新方法工業化邁出的重要一步。該結果現已發表在著名的雜志“ Angewandte Chemie”上。

高壓高溫

“我們正在研究所謂的水熱合成工藝,” Miriam Unterlass說。 “我們正在高壓和高溫下工作,壓力約為17 bar和200°C。事實證明,在這種極端條件下,可以避免使用有毒溶劑,否則這些溶劑對于生產這些聚合物是必不可少的。 “綠色化學”是指不僅使最終產品而且使化學工業中的合成方法更環境友好的那些方法。

幾年前,Miriam Unterlass借助這項技術取得了第一個積極成果。 Unterlass說:“例如,我們成功地生產了有機染料或聚酰亞胺-航空和電子行業必不可少的塑料。這也引起了業界的極大興趣。” “但是現在我們邁出了重要的一步:我們能夠從兩類非常有趣的塑料中合成不同的聚合物實例:聚苯并咪唑和吡喃聚合物。”

超級塑料制備新工藝

例如,聚苯并咪唑如今在燃料電池中用作膜,因為它們即使在高溫下也耐酸,并且還可以傳導質子。聚苯并咪唑纖維還存在于防火服中,例如消防員的防護服。 Unterlass說:“這已經表明它們是真正的超級塑料。”

另一方面,Pyrron聚合物除具有出色的穩定性外,還具有特別令人感興趣的電子性能。因此,它們適用于諸如場效應晶體管或電池中功能強大且高電阻的電極材料等應用。

Miriam Unterlass說:“使用我們的水熱工藝可以制備這些聚合物的事實非常顯著,因為在通常條件下,生成這些塑料的化學反應對水很敏感。” “這表明我們的方法在廣泛的應用中前景如何。”

在維也納工業大學的研究和轉讓支持下,兩種新材料類別的新制造方法已獲得專利。與倫敦帝國學院合作對產物進行電化學分析。

論文原文:

M. J. Taublaender, S. Mezzavilla, S. Thiele, F. Glöcklhofer and M. M. Unterlass: “Hydrothermal Generation of Conjugated Polymers on the Example of Pyrrone Polymers and Polybenzimidazoles”, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, accepted.

網址:https://doi.org/10.1002/anie.202000367

本文來源網址:https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/water-replaces-toxins-green-production-of-plastics/

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