筑波大學開發出利用遠端火花放電之泛用塑膠合成方法

 

刊登日期:2024/9/3
  • 字級

日本筑波大學開發了一項利用特斯拉線圈(高電壓/高頻發生裝置)的遠端火花放電(Spark Discharge),在未使用觸媒或聚合引發劑的狀況下合成聚苯乙烯等泛用聚合物(塑膠)的方法。利用此項技術將可望開發出比既有塑膠耐久性更高、低價格且雜質較少之製品。

筑波大學使用苯乙烯、苯甲酸乙烯酯(Vinyl Benzoate)、甲基丙烯酸甲酯(Methyl Methacrylate)等做為單體,將單體放入玻璃容器中並從外部的特斯拉線圈施加火花放電一分鐘後,單體的一部分中產生了自由基。當繼續攪拌後時,聚合反應進行,且各單體皆合成出聚合物。此外,筑波大學也成功地達成了藉由氮氧調節自由基的苯乙烯精密聚合,並成功合成分子量相對均勻的聚苯乙烯,而分子量均勻的聚合物具有優異的熱性質與機械特性。

另一方面,將代表性導電聚合物的聚乙炔進行特斯拉線圈的火花放電處理後,在共軛聚合物的聚乙炔中產生了具有高度反應性、孤立π電子的孤立子(Soliton),自由基聚合反應在聚乙炔表面進行,進而生成了聚苯乙烯。研究團隊將此方法命名為「孤立子自由基聚合法」。

利用新開發的火花放電聚合法可以在不使用特定聚合引發劑或觸媒的情況下合成出可利用做為食品容器材料的高純度聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸)等物質。今後筑波大學將繼續利用此方法合成各種高分子材料,並展開工業實用性等相關評估。


資料來源: https://www.tsukuba.ac.jp/journal/pdf/p20240801140000.pdf
分享