Химик Ливерпульского университета и научный сотрудник Королевского общества доктор Том Хэзелл и его команда опубликовали две статьи, в которых демонстрируются практические и интересные разработки в области технологий и применения полимеров серы.
Это новое исследование основано на открытии, которое изменило правила игры в 2019 году, когда они сообщили о новом каталитическом процессе производства полимеров из серы.
Сера является отходом многих промышленных процессов, и в последние годы все большее число ученых-материаловедов стали интересоваться ее использованием в качестве экологически чистой альтернативы нефти, из которой можно производить пластмассы. Помимо того, что сера находится в изобилии, она также имеет дополнительное преимущество, так как позволяет легко перерабатывать полимеры.
В статье, опубликованной в Angewandte Chemie, доктор Хазелл и его коллеги делают захватывающее открытие, которое касается слабости полимеров серы, фактора, ограничивающего его применение.
Работа под руководством аспиранта Пейяо Яна демонстрирует, что добавление к материалам второго типа склеивания, уретановых связей, увеличивает прочность полимеров серы до 135 раз. Способ введения этого второго типа связывания означает, что его количество можно контролировать и, в свою очередь, контролировать физические свойства полимеров.
Было обнаружено, что усиленные полимеры серы обладают эффектом памяти формы – им можно придать одну форму, прежде чем они будут временно деформированы в другую. При небольшом нагревании они «запоминают» предыдущую форму и возвращаются к ней.
Этот процесс настройки и временной деформации можно повторять несколько раз.
Это первый продукт для полимеров серы, и, несмотря на эти необычные свойства, серные связи полимеров означают, что их по-прежнему легко перерабатывать, и открываются потенциальные возможности применения в таких областях, как мягкая робототехника, медицина и самовосстанавливающиеся объекты.
Во второй статье, опубликованной в журнале Chemical Science, группа доктора Хаселла объединилась с исследователями из Университета Флиндерса в Австралии, чтобы показать, что полимеры серы могут образовывать резиноподобные материалы, которые можно легко восстановить до их первоначальной прочности в течение нескольких минут, просто применив аминовый катализатор, который помогает связям на поврежденных поверхностях срастаться.
Этот новый вид каучука и катализатора можно использовать с низким энергопотреблением для создания гибких, ремонтопригодных, экологически чистых объектов, обеспечивая очень реальное и полезное применение для этих новых полимеров серы.
Доктор Том Хаселл сказал: «Обе эти статьи действительно показывают потенциал полимеров, сделанных из отработанной серы, как жизнеспособного материала для замены некоторых традиционных пластмасс на нефтехимической основе.
«Не только в качестве материала-заменителя, но и как материал, который легче перерабатывать, и который обладает новыми захватывающими свойствами, которые могут исследовать химики.
«Мы рады видеть, какие идеи есть у исследователей для использования этих новых результатов, в частности, в отношении формы памяти и свойств« перепрограммирования »."