Yeni Biyo-Bazlı Polimer Olanakları
Araştırmacılar, ayarlanabilir özelliklere sahip biyobazlı polyesterler hazırlamak için yeni bir yol keşfetti.
Yeşil kimyanın temel hedeflerinden biri, malzeme ihtiyaçlarımıza yenilikçi ve sürdürülebilir çözümler bulmaktır. Yataklardan, yiyeceğe ve arabalara kadar günlük hayatımızı saran sayısız plastik, çoğunlukla polimerlerin yapı taşları olan yağ bazlı monomerlerden üretilir. Bu nedenle, malzeme geliştirmede daha sürdürülebilir çözümler elde etmek için polimer sentezi yaparken biyo-bazlı monomerler kullanmak avantajlı olabilir.
ACS Sustainable Chemistry & Engineering’de yayınlanan bir makaleye göre, Kleij grubundan araştırmacılar, ayarlanabilir özelliklere sahip biyobazlı polyesterler hazırlamak için yeni bir yol keşfettiler. Araştırmacılar bu keşfi terpen β-elementinin çok işlevli yapısı üzerine inşa ediyorlar. Farklı reaktiviteye sahip üç çift bağ sahip elementin yapısı bu bağları seçici olarak dönüştürmeye ve böylece polimerin omurgasındaki işlevsellikleri değiştirmeye izin veriyor. ICIQ grup lideri ve ICREA profesörü Arjan Kleij, “Çok işlevli terpenin yapısı oldukça benzersizdir, bu nedenle birçok yapısal değişiklik yapabilmeye, ileriye dönük olarak polimer ve malzeme özelliklerini modüle etmeye izin vermektedir” diye açıklıyor.
Isobonics şirketi ile işbirliği içindeki araştırmacılar, yenilikçi bir şeker fermantasyon yolu ile elde edilen β-elementini kullandılar. Bu proses, polimerizasyon için bir hammadde olarak β-elementinin kullanımının umut verici olduğunu kanıtlanmıştır. Avrupa SUPREME projesinde çalışan ve Kleij grubunda bulunan araştırmacı Francesco Della Monica, “Isobionic’in şeker fermantasyon yolu, artık polimer üretiminde kullanılabilen β-elementinin mevcut ölçüsünün tamamen değiştiriyor” diye açıklıyor.
Araştırmacılar, bir halka açma kopolimerizasyon reaksiyonu (ROCOP) yoluyla β-element oksitleri ve ftalik anhidriti (polyesterlerin hazırlanmasında kullanılan yaygın bir monomer) birleştirip biyo-bazlı lineer polimer poli(BEM-alt-PA) ve bağlantılı yapıdaki çapraz bağlı-poli(BED-alt-PA)’yi oluşturdular. Bu dönüşümler, daha önce grup tarafından katalitik polimerizasyon için çeşitli elementler kullanılarak geliştirilen katalitik sistemlerle elde edildi.
Polyester hazırlandıktan sonra, orijinal terpen yapı bloğundan geriye kalan, kolayca ve seçici bir şekilde adreslenebilen ve işlevselleştirilebilen ve nihai polyesterin uyarlanmasına izin veren iki çift bağ vardır. Della Monica, “Biyobazlı bir polimer üzerindeki bu modifikasyon sonrası reaksiyonlar oldukça nadirdir. Mevcut biyobazlı monomerlerin birçoğu işlevsellik göstermiyor” diyor.
Kağıt, polimerizasyon sonrası kolay modifikasyonlar yoluyla nihai malzemenin özelliklerini (kullanımına bağlı olarak) uyarlamaya izin veren β-elemen bazlı polimerlerin daha fazla geliştirilmesi için bir başlangıç noktasıdır. Kağıt, malzemenin biyolojik bozunmasını ele almıyor, ancak Della Monica’ya göre, “son kullanıma bağlı olarak, ideal olan biyolojik bozunma değil, geri dönüştürülebilir bir polimer yaratmak olabilir: yani, bir başlangıç materyali alın, polimeri yaratın, kullanın, ayırın ve sonra kontrollü bir şekilde bozun ve son olarak bu materyali yeniden kullanın. Artık döngüsel bir ekonomi fikrine sahip olduğumuza göre, döngüsel süreçlere ihtiyacımız var,” diye bitiriyor bilim adamı.
Kaynak: chemeurope.com
