Zazwyczaj materiały polimerowe, które łatwo dają się recyklingować, nie są zbyt wytrzymałe. Zastosowanie recyklingu mechanicznego w przeciągu kilku cyklów doprowadza do postępującej degradacji tworzywa. Rozwiązaniem okazuje się często recykling chemiczny, polegający na depolimeryzacji łańcuchów polimerowych, jednak bardziej wytrzymałe polimery niełatwo ulegają recyklingowi.
Badacze z Uniwersytetu w Osace opracowali metodę otrzymywania wytrzymałych polimerów o dobrej odporności termicznej i chemicznej, a jednocześnie nadających się do recyklingu chemicznego. Rozwiązaniem problemu okazało się zastosowanie grupy kierującej, pozwalającej na rozłączenie wiązań między monomerami wyłącznie w obecności metalicznego katalizatora.
Grupy kierujące to grupy funkcjonalne, zawierające heteroatomy. Pełnią rolę podstawników, decydując o sposobie zachowania danego związku w określonej reakcji – w obecności konkretnego katalizatora, bez poważniejszego wpływu na stabilność chemiczną i termiczną sąsiadujących wiązań kowalencyjnych. Japońscy naukowcy zaprezentowali opracowaną metodę na przykładzie polimerów PPE i PEEK. Zastosowanie 2-pirydylowych grup kierujących umożliwiło rozszczepienie wiązań C(aryl)–O w obecności katalizatora na bazie niklu, nie powodując przy tym spadku wytrzymałości materiału bez kontaktu z katalizatorem. Wynaleziona metodologia może przyczynić się do syntezy nowej klasy wytrzymałych tworzyw konstrukcyjnych, nadających się do bezstratnego recyklingu chemicznego.
rsc.org
Ogawa, S. et al.: Controlled degradation of chemically stable poly(aryl ethers) via directing group-assisted catalysis, Chem Sci. 2024
