完美替代辛酸亚锡!《德国应化》:剑指高结晶度可降解聚酯纤维

   日期:2021-06-07     浏览:148    评论:0    
核心提示:在当今时代,相信大家经常可以看到这些口号:生物可降解、生物可持续化、可循环使用等等。面对日益严峻的环境压力,生物废料的不
 在当今时代,相信大家经常可以看到这些口号:生物可降解、生物可持续化、可循环使用等等。面对日益严峻的环境压力,生物废料的不断堆积,如何高效又大规模地生产新一代生物可降解聚合物,成为了非常迫切需要深入研究的问题。在众多的已知可降解生物塑料的单体中(例如:丙交酯,ε-已内酯),丙交酯毫无疑问是目前人们熟知的,其聚合物已成为21世纪使用广泛的生物可降解塑料。因此,在工业生产中如何高效节能地大规模生产聚乳酸,如何选择更加高效而又可循环使用的催化剂,成为了日益重要的科研难题。目前在工业生产中,使用得多的生产聚乳酸或聚已内酯的催化剂是辛酸亚锡【Sn(Oct)2】。这类催化剂的优势在于不仅其自身催化活性高,并且在低浓度催化剂反应条件下也可以催化出高分子质量的聚合物。当然,它也存在着明显的弊端:具有毒性。

  聚乳酸不仅在平时的日常生活中有着广泛的应用,在生物医药领域它也发挥着巨大的作用。这也就从侧面体现了研发新型无毒的工业催化剂来替代辛酸亚锡的重要性。尽管已经有几款替代锡的金属类催化剂在近期被研发,但是它们或多或少存在一些问题:无法达到极高聚合物分子质量,相对活性低,对于水和空气的敏感性的缺陷,以及无法达到大规模工业生产的要求。其中接近辛酸亚锡的一款催化剂——氮氧供体胍锌化合物,尽管其满足了高活性的要求,但它的反应速率相较于辛酸亚锡来说仍然略逊一筹。

  近日,Sonja Herres-Pawlis团队开创性地研发出了一款无毒性氮氮供体胍锌催化剂。它能够完美地替代辛酸亚锡——该分子不仅在本体开环聚合反应中展现了目前为止相较于其他催化剂而言快的催化活性,在开环溶液聚合丙交酯反应中也展现出了高反应速率,并且反应后能得到极高晶体度高分子材料。众所周知,晶体化程度很大程度上决定了反应材料的物化特性,高晶体化的聚乳酸在生物医学上有着极高的价值。该研究成果以题 “Next Generation of Zinc Bisguanidine Polymerization Catalysts towards Highly Crystalline, Biodegradable Polyesters”发表在新一期的《Angewandte Chemie》上。

 
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