Введение фтора в полиэфиры ускоряет формирование полимерных цепей, делает доступными более длинные цепи и позволяет целенаправленно модифицировать свойства материала. В результате фторированные полиэфиры становятся более конкурентоспособными по сравнению с другими видами пластмасс, а фтор может быть извлечён в процессе деградации.
Это вывод исследования, проведённого Университетом Байройта и опубликованного в журнале Angewandte Chemie.
Полиэфиры становятся всё более популярными пластмассами благодаря потенциалу их относительно простой химической переработки. Однако по сравнению с другими видами пластмасс их применение значительно ограничено из-за термических, механических и химических свойств.
Удлинение полимерных цепей или повышение их термической стабильности может улучшить их эксплуатационные качества. Благодаря химическим модификациям, таким как включение дополнительных молекул, свойства полиэфиров можно точно настроить. Это расширяет спектр потенциальных применений и повышает конкурентоспособность этого вида пластика.
Исследовательская группа под руководством профессора доктора Алекса Дж. Плайера в Университете Байройта в сотрудничестве с исследователями из Берлина недавно разработала новый класс фторированных полиэфиров, которые разлагаются легче, чем обычные полиэфиры, благодаря встроенному фтору.
В последующем исследовании им удалось усовершенствовать эти фторированные полиэфиры, сделав их более конкурентоспособными по сравнению с другими видами пластика.
«Фторированные полиэфиры особенно интересны, поскольку фтор, как наиболее электроотрицательный элемент, чрезвычайно сильно притягивает электроны. Это позволяет нам создавать материалы с фтором, которые было бы сложно представить с другими элементами», — говорит Плайер.
В своём новом исследовании учёные обнаружили, что фтор не только ускоряет процесс полимеризации по сравнению с аналогичными полиэфирами без фтора, но и приводит к образованию более длинных полимерных цепей, которые эффективнее переплетаются, делая пластик более прочным механически.
«Особенно интересно то, что мы можем выборочно заменять определённые атомы фтора в полиэфире другими молекулами. Это позволяет нам точно контролировать свойства полиэфиров», — объясняет Плайер.
Кроме того, фторированные полиэфиры предлагают устойчивый подход, поскольку фтор может быть извлечён в процессе химической переработки в форме, пригодной для химической промышленности.
«Наши результаты демонстрируют, как целенаправленные молекулярные модификации могут фундаментально изменить свойства пластмасс. Интеграция фтора в полимерную структуру открывает новые возможности для разработки устойчивых и высокоэффективных материалов, которые могут соответствовать как экологическим требованиям, так и промышленным стандартам», — говорит Плайер.
Предоставлено Университетом Байройта.