Японская исследовательская группа использует светодиоды для окисления пластика

Используя светодиод в качестве источника света, исследователи из Университета Осаки в настоящее время разработали удобный управляемый светом процесс окисления полипропилена (ПП) без вредных отходов.

Исследовательская группа использовала радикалы, чтобы заставить пластик реагировать. Ученые выбрали светодиодную лампу в качестве источника света, фотохимически активирующего радикалы для разрушения химических связей, которые делают пластик нереакционноспособным и трудно разлагающимся.

«В таких приложениях, как печать и медицинские материалы, пластмассы необходимо модифицировать на поверхности», – объяснил Цуёси Иноуэ, соавтор исследования. «Окисление CH-связей – это учебное пособие по органической химии. Однако с полимерами риск состоит в том, что что-нибудь достаточно сильное, чтобы сделать это, может также разорвать связи CC главной цепи, разрывая полимер на части. К счастью, радикал ClO2 * избирательно реагировать на боковую цепь ".

В результате, в то время как объемный полимер остается неповрежденным, на поверхности теперь имеется множество групп карбоновой кислоты (-CO2H), что оказывает значительное влияние на химическую реакционную способность. Например, теперь бесцветный пластик можно окрашивать катионными красителями, такими как родамин B или бриллиантовый зеленый, которые реагируют с ионами анионных карбоксилатов. Первоначально водоотталкивающая поверхность также становится более гидрофильной.

(Точечная окраска после обработки родамином в виде красных чернил после сайт-селективного фотоокисления. Точечная эмиссия при облучении черным светом.)

«Реакция действительно оказалась вдвойне избирательной для наших целей», – сказал ведущий автор Кей Окубо. «Он не только расщеплял СН вместо связей СС, он специально окислял те, что на боковой цепи, даже если они сильнее, чем на основной цепи. Это потому, что стадия окисления, включающая О2, наиболее благоприятна, когда мишень для окисления СН2 *. "

Предыдущие способы окисления олефиновых полимеров, таких как ПП и полиэтилен, были плохо контролируемыми или сильно загрязняющими. Таким образом, новый процесс является первым чистым и удобным решением этой проблемы, и может оказаться ценным промышленным инструментом при изготовлении синтетических пластиков.

В ChemComm была опубликована статья «Фотохимическая оксигенация C – H метильных групп боковых цепей в полипропилене диоксидом хлора».