Команда исследователей нашла новый способ создания полимерного материала под названием ПБО, продукт, известный коммерчески как Zylon, который используется в пуленепробиваемых жилетах и других высококачественных тканей. Новый подход может оказаться полезным в создании продуктов ПБО, которые не поддаются разложению, проблема, которая преследует ПБО материалов в прошлом.
«Мы показываем, что с помощью наночастиц катализатора, мы можем произвести ПБО в более экологически чистых условиях и без использования химии, которая, как известно, вызывают эти материалы деградировать неожиданно», — сказал Shouheng Солнца, профессор химии в Университете Брауна и соавтор новой бумаги описывая исследование. «Мы думаем, что это может быть путь к более надежной ПБО материалов».
Исследование описано в журнале Дело.
Традиционный способ сделать ПБО (его полное название это polybenzoxazole) предполагает использование полифосфорной кислоте (PPA) в качестве катализатора для необходимых химических реакций и в качестве растворителя. ППА-это сильное, высококороззионную кислоту и определил как источник деградации ПБО. Молекулы этой кислоты попадают в полимерной цепи, оставляя волокон, подвержены разрушению под воздействием света и влаги с течением времени. Это деградация привела к отзыву ПБО основе бронежилет в прошлом.
Лаборатория солнца, в коричневом активно сотрудничает с композитных катализаторов на основе наночастиц, способных выполнять новые реакции, необходимые, чтобы сделать ПБО, и делают они это не с помощью ППА. Катализирующих реакции с наночастицами также потребует меньше энергии и могут быть выполнены с использованием возобновляемых муравьиной кислоты в качестве источника водорода. Все это делает производство более экологичным процессом.
До сих пор, однако, композитных катализаторов наночастицы в основном использовалась только небольшие органические молекулы. Ли композитного катализатора, который в данном случае состоит из частиц золота и палладия, сплавов, может быть использовано для ускорения контролируемого роста цепи полимера была ранее неизвестна.
«Ключевой вопрос мы пытались ответить, если мы можем контролировать реакции, так что мы получаем хороший контроль на степень полимеризации», — сказал Солнце. «В конечном итоге мы показали, что мы можем сделать это путем настройки состава и размера наночастиц сплава в наш катализатор».
В состав сплава из почти 40% золота и 60% палладия оказалась оптимальной для контроля скорости реакций, необходимых, чтобы сделать ПБО. Частиц примерно 8 нанометров вырабатывается скорость реакции, что увеличило молекулярная масса БУП полимеров.
Чтобы выяснить, если ПБО был действительно устойчивы к деградации, команда работала с исследователями из школы Брауна техники для выполнения механических испытаний. Эти тесты показали, что БУП полимеры, изготовленные с наночастицами катализатора были более устойчивы к деградации, чем имеющиеся в продаже Zylon-даже после того, как варят в воде и кислоте в течение нескольких дней.
Исследователи говорят, что будущая работа будет сосредоточена на создании ПБО полимеры с более высокими молекулярными весами. Полимеры созданные для данного исследования были значительно легче, чем те из товарного продукта, что ограничивает их первоначальную механическую прочность. Еще, говорят исследователи, эта работа является сильным доказательством правильности концепции идею о том, что композитные наночастицы могут производить деградации-стойкие ПБО.
Джером Робинсон, адъюнкт-профессор химии в коричневый и соавтор исследования, отметил, что различные экспертиза коричневый исследовательской группы имеет решающее значение для успеха этой работы.
«Это было очень важно, что нам удалось сотрудничать с инженерами и другими исследователями,» сказал Робинсон. «Чтобы быть в состоянии идти через улицу к школе инженерии и сделать механическим испытаниям был большим, и я думаю, что у нас правильная команда, чтобы проводить это исследование вперед».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!