利物浦大学开发新型含硫聚合物并取得重大进展,或成为石化塑料环保替代品

利物浦大学研究人员在寻求开发新型含硫聚合物方面取得了重大进展,为一些传统的石化塑料提供了环保替代品。这些含硫聚合物可以替代某些传统的基于石油化学的塑料,对环境无害。

利物浦大学化学家和皇家学会研究员Tom Hasell博士及其团队发表了两篇论文,展示了含硫聚合物技术和应用的重大实际进展。

这项新的研究建立在他们在2019年发现基础上,当时他们报告了一种新型催化工艺,用硫制造聚合物。

硫磺是许多工业过程中的废弃产品,近年来,越来越多的材料科学家开始使用它制造环保塑料。除了材料供应充足之外,硫还有一个额外的优势,那就是可以制造出更容易回收的聚合物。

Hasell博士及其同事在《Angewandte Chemie》上发表的一篇论文中做出了令人振奋的发现,该发现解决了含硫聚合物的弱点,这是限制其应用的一个因素。

该研究证明了在材料中添加第二种类型的氨基甲酸酯键可以使硫聚合物的强度提高多达135倍。引入第二种类型的键合的方式意味着可以控制其量,进而控制聚合物的物理性质。

发现增强的硫聚合物具有形状记忆效应–可以将它们设置为一种形状,然后暂时变形为另一种形状。当稍微加热时,它们“记住”先前的形状并返回到原来的形状。此设置过程和临时变形可以重复多次。

这是含硫聚合物的首次应用,尽管具有这些非同寻常的性能,但聚合物的硫键意味着它们仍然易于回收利用,并在诸如软体机器人,医学和自修复物体等领域开启了潜在的应用。

发表在《化学科学》上的第二篇论文中,Hasell博士的研究小组与澳大利亚弗林德斯大学的研究人员合作,表明硫聚合物可以形成类似橡胶材料,只需应用胺催化剂帮助破损表面键重新愈合,就可以在几分钟内轻松自修复到原来的强度。

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利物浦大学开发新型硫磺聚合物并取得重大进展,或成为石化塑料环保替代品

这种新型的橡胶和催化剂可以用低能耗的方式制造柔性、可修复、可持续发展的物体–为这些新型硫聚合物提供非常实际的应用。

这两篇论文都真正表明了由废硫制成的聚合物有可能成为某些传统石油化学基塑料的可行替代材料。不仅是一种替代材料,而且更易于回收利用,并具有令人兴奋的新特性,可供材料化学家探索。

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