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2016年4月15日，日本東北大學(xué)和東京理科大學(xué)宣布，開發(fā)出了以催化劑方式使二氧化碳與二元醇(2個(gè)羥基與2個(gè)不同的碳結(jié)合的脂肪族或脂環(huán)化合物)直接聚合來(lái)直接合成聚碳酸酯的方法。
日本兩大學(xué)聚碳酸酯合成新方法開發(fā)成功
以前在使用二元醇直接合成聚碳酸酯時(shí)，只有使用光氣等有害試劑的方法。而此次的方法給出了用無(wú)害的二氧化碳和二元醇一步合成聚碳酸酯的可能性。另外，通過(guò)使用近年來(lái)研究趨于活躍的、源自生物質(zhì)的二元醇，還有望合成出不使用石油資源的綠色聚合物。
從減排二氧化碳以及實(shí)現(xiàn)低成本安全反應(yīng)試劑的角度出發(fā)，利用二氧化碳合成有用化學(xué)品的技術(shù)備受期待。不過(guò)，二氧化碳的化學(xué)特性穩(wěn)定，反應(yīng)性較低，因此很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
而聚碳酸酯是有用的工程塑料，產(chǎn)量也很大，如果能夠用二氧化碳來(lái)合成，便有望為二氧化碳減排做出巨大貢獻(xiàn)。用二氧化碳和二元醇來(lái)合成聚碳酸酯被公認(rèn)是最簡(jiǎn)單、最清潔的方法，但這種方法對(duì)基于化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率存在嚴(yán)格制約，以前未有研究稱發(fā)現(xiàn)了有效的催化劑。
此次開發(fā)的方法使用氧化鈰(SeO2)做催化劑，利用50個(gè)大氣壓(5MPa)的二氧化碳對(duì)添加有1,4-丁二醇和2-吡啶甲腈的溶劑加壓，在 130℃下使之反應(yīng)。研究人員已經(jīng)確認(rèn)，通過(guò)8小時(shí)的反應(yīng)，能夠以97%的高收獲率(分子量1070，分散度1.33)獲得聚碳酸酯。另外，使用多種長(zhǎng)鏈二元醇時(shí)也能夠以高收獲率(94～99%)獲得可滿足要求的聚碳酸酯。
