Новости химической науки > Полимер, ведущий себя как стекло

Химики из Франции разработали новый материал, сочетающий в себе пластичность стекла с прочностью и стабильностью термореактивных пластиков. Новый материал может найти применение в автомобильной и аэрокосмической промышленности, а также в других областях.

Руководитель исследования, Людвик Лебле (Ludwik Leibler) из Национального Научно-исследовательского Центра Франции отмечает, что новый материал можно использовать в любом приложении, для которого необходимо изготавливать детали сложной формы. Материал легче металла или стекла, он отличается химической устойчивостью, его можно рециклизовать.

Образец детали из поперечно-сшитого полимера разбит на отдельные кусочки и повторно обработан с помощью инжекционной машины. После вторичной обработки получается такая же по размеру и форме деталь, уменьшения детали после переплавки и переформирования не происходит. (Рисунок из Science, DOI:10.1126/science.1212648)

Термореактивные пластики отличаются повышенной стабильностью по отношению ко многим растворителям и высоким температурам, однако для придания соответствующей формы образование полимера должно происходить непосредственно в агрегате для литья, и после завершения полимеризации форму термореактивных пластиков нельзя изменить, они также не могут подвергаться повторной обработке за счет нагрева или растворения в подходящих растворителях. Полимер, разработанный в группе Лебле, отличается стабильностью термореактивных пластиков, но может быть обработан подобно стеклу – нагрев нового материала позволяет изменить его форму.

Ключом к свойствам нового материала является строение материала, содержащего равное количество сложноэфирных и спиртовых группировок. При нагревании в полимере происходит реакция переэтекрификации, которой способствует уже введенный в состав материала цинксодержащий катализатор. Лебле поясняет, что в ходе переэтерификации происходит только перераспределение сложноэфирных связей, при этом их общее количество остается постоянным, что обеспечивает высокую прочность полимера.

Исследователи продемонстрировали возможность рециклизации материала, протекающей с полным сохранением материалом его исходных свойств. Помимо этого, царапины и незначительные повреждения на поверхности изделия из нового полимера могут быть исправлены с помощью простого нагревания. Химики из группы Лебле запатентовали новый материал и надеются на его коммерциализацию в ближайшем времени – для получения нового термопласта требуются недорогие и коммерчески доступные исходные.

Эксперт по полимерным материалам из Университета Карнеги Меллона Кржиштоф Матяжевский (Krzysztof Matyjaszewski) отмечает, что результаты работы французских коллег наглядно демонстрируют простой метод получения материала с отличными свойствами, который, к тому же, легко поддается обработке. Он добавляет, что химия нового материала основана на простых и надежных реакциях, позволяющих получить органический материал, свойства которого в выгодную сторону отличаются от свойств неорганических стеклообразных материалов.

Источник: Science, DOI:10.1126/science.1212648

метки статьи: #новые материалы, #органический синтез, #химия полимеров