強韌且具伸縮性之超分子凝膠體製造技術,成本可望降至1/10以下

 

刊登日期:2021/11/3
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日本CycloChem公司新開發了一項生產技術,可望將強韌且具有優異伸縮性之新素材「Slide-ring gel」的製造成本減低至10分之1以下。CycloChem利用了合作企業–德國Wacker Chemie公司開發之價格較為低廉的環糊精(Cyclodextrin)化學修飾體做為原料,且複雜的反應製程可在一個反應槽內(One-pot)進行。「Slide-ring gel」可望廣泛應用於醫療材料、汽車零組件等用途,因此量產性一旦提升,將可加速應用的普及化。

「Slide-ring gel」是由東京大學利用超分子「聚輪烷(Polyrotaxane)」開發的高分子材料,擁有直鏈狀化合物(聚乙二醇)穿過環狀化合物(環糊精)中空環狀結構的特殊構造,因此亦被稱之為環動聚合物。「Slide-ring gel」具有連結樹脂的架橋作用,架橋點可如同滑輪般自由移動,將應力予以分散,且具有良好的伸縮性、柔軟性,有利於具有優異韌性之新素材的開發,在汽車材料、醫療材料、塗料等領域可望有廣泛的應用。

CycloChem公司開發的新生產技術採用了環糊精化學修飾體「MCT–β–CD(Monochlorotriazine化CD)」做為初始原料。一般經過複雜化學修飾的既有原料成本較為高昂,而新原料「MCT–β–CD」則能以較低成本進行製造,且「MCT–β–CD」與過去須嚴格管理反應溫度的聚乙二醇(Polyethylene Glycol)、雙胺(Diamine)可同在1個反應槽內以常溫進行反應,因此與利用既有初始原料的製法相比,製造成本可降低至10分之1以下。此外,相較於原先已有的標準「Slide-ring gel」,新材料的拉伸強度率提高了5~7倍,吸水率也增加3~4倍,耐久性亦有優異表現。另外透過原料濃度的調整,即可變更需求之特性。

另一方面,CycloChem公司也開發了自我修復凝膠體的生產技術,係以「MCT–β–CD」為基礎製成的化學修飾體「CDT–MM(Monochlorotriazine化CD+ Methylmorpholine)做為初始原料。與既有原料相比,新原料不僅較為低價,且同時具有縮合機能,無須使用縮合劑,亦能在1個反應槽內製作出自我修復凝膠體。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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