VINACHEM

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, California (Mỹ), đã phát triển một loại polyme mới, có thể đưa chúng ta tiến đến gần hơn triển vọng sản xuất các chất dẻo với chu kỳ khép kín, không phát thải CO₂.

Để tạo ra loại polyme mới này, các nhà nghiên cứu California đã sử dụng nhóm các hợp chất gọi là polydiketoenamin với liên kết đồng hóa trị rất mạnh nhưng có thể dễ dàng bị phân hủy bằng một lượng nhỏ axit.

Cho đến nay, diketoenamin rất ít được sử dụng trong hóa học polyme do bản chất “khó bảo” vì có các liên kết đồng hóa trị liên tục thay đổi. Nhưng các nhà hóa học tại Lawrence Berkeley đã phát hiện một điều đáng ngạc nhiên là có thể tạo ra polydiketoenamin khá dễ dàng bằng cách phối trộn keton và amin. Đây là phản ứng click, có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng mà không cần chất xúc tác, chất phụ gia hoặc thậm chí dung môi. Những gì cần làm chỉ là cho các thành phần phản ứng vào máy nghiền bi trong vòng vài phút.

Hơn nữa, một bất ngờ tiếp theo đã đến. Khi dùng axit rửa các dụng cụ thủy tinh, các nhà khoa học California nhận thấy đã có phản ứng hóa học diễn ra. Họ quyết định phân tích các sản phẩm của phản ứng và ngạc nhiên xác định thấy các monome gốc là diketoenamin. Diketoenamin có thể được chuyển hóa trở lại thành polydiketoenamin chỉ đơn giản bằng cách sử dụng axit đặc hơn.

Theo một chuyên gia về hóa học polyme tại Đại học Birmingham (Anh), phương pháp nói trên rất đơn giản nhưng sáng tạo. Loại polyme mới có thể trải qua chu trình tái chế khép kín, tức là có thể được khử trùng hợp để thành các monome gốc, từ đó lại có thể tạo ra polyme với những tính chất như polyme ban đầu.

Các phản ứng khử trùng hợp là những bước quan trọng để tiến tới mục tiêu tái chế chất dẻo một cách bền vững. Ngoài ra, việc xóa bỏ ứng dụng trước đó của chất dẻo là cách để chuyển từ tái chế lên nâng cấp - tạo ra sản phẩm có giá trị cao hơn vật liệu phế thải. Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley đã đạt được cả điều này. Các nhà nghiên cứu cho biết, họ có thể tách monome ra khỏi tất cả các phụ gia (như chất độn, chất tạo màu hoặc chất hóa dẻo) mà các nhà sản xuất đưa vào chất dẻo để đạt được các tính năng và tính chất thẩm mỹ cần thiết. Theo tác giả của công trình nghiên cứu, quá trình tách các monome đã khử trùng hợp và các phụ gia tạo màu đã diễn ra một cách đầy ấn tượng.

Polyme được tạo mới từ các monome thu hồi đã thể hiện những tính chất của một loại vật liệu bền chắc và chịu được các tác động hóa lý. Hơn nữa, phương pháp trên có thể cho phép chế tạo các loại polyme khác với những tính chất có thể điều chỉnh.

Tình trạng ô nhiễm phế thải chất dẻo hiện nay đang trở thành cuộc khủng hoảng trên toàn cầu mà không một giải pháp đơn lẻ nào có thể giải quyết được. Tuy nhiên, những phát hiện như trên là những bước quan trọng để tiến tới triển vọng sử dụng chất dẻo một cách có trách nhiệm hơn.

TN

Theo ChemistryWorld, 4/2019