這種新催化劑是邁向可再生塑料的一步

一種新的催化劑可以生產可再生材料的可生物降解塑料 - 有希望的替代塑料製成的塑料。

大規模的塑料製造和與處置相關的環境後果說明了地球能夠應對我們當前“採取,製造和處置”資源利用模式的極限。 來自可再生資源的可生物降解塑料提供了一種有吸引力的替代品,但它們還不能與石油塑料的價格和性能相匹敵。

與許多化學反應一樣,生產可生物降解的聚酯需要催化劑的幫助 - 催化劑是一種特殊的化學物質,可以提高反應速度或將其推向一個充滿活力的障礙。 用於製備可生物降解的塑料的標準催化劑是基於金屬的,從最終材料中除去是困難的或昂貴的,並且在環境中不會降解。

由斯坦福大學的Robert Waymouth和IBM Research的James Hedrick領導的研究小組提出了一種由常見有機化合物製成的替代催化劑。

研究人員通過使常見的化學成分 - 硫脲與金屬醇鹽反應來製造催化劑。 結果是催化劑既快又有選擇性,這意味著它在加速和促進反應方面表現優異,並且一旦形成就不會改變所得聚合物的形狀或性質。


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“雖然很多催化劑都是快速的或選擇性的,但這些催化劑都是,”化學教授Waymouth說。 “它們易於製備,易於使用,並且任何具有化學基礎知識的人都可以輕鬆採用。”

Waymouth說,除了降低成本和環境影響外,新的催化劑設計具有很高的可調性,可用於生產適合不同功能的多種塑料。 這項工作可以生產聚乳酸,一種商業可堆肥的可生物降解的聚酯,用於一次性塑料製品,如餐具,杯子,盤子和叉子。 它還具有可再吸收縫合線,植入物和支架的醫療應用,以及生物醫學植入物和藥物輸送材料。 食品包裝和無紡布等日常用品也是可能的。

研究人員說,雖然結果是基於十年的研究,但它們只是第一步。 因為這種技術相對簡單並且催化劑易於改性,所以這些進步可以產生新的和廣泛使用的催化劑 - 同樣,新的和有用的可生物降解的塑料 - 超出了本研究中提出的範圍。

“我們的催化劑設計簡單而通用,不僅可用於聚合反應,還可用於各種有機反應,”負責實驗工作的斯坦福大學研究生張祥義說。

部分資金來自國家科學基金會。 這項工作出現在 自然化學.

資源: 斯坦福大學

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