דוגמה לגישה של לולאה סגורה כלפי כלכלת חומרים מעגליים מתוארת כאן. מחזור בר קיימא שלם מוצג שבו פוליאסטרים חצי ארומטיים ביובסים מתוכננים על ידי פילמור, דה-פילוריזציה, ולאחר מכן מחדש עם שינויים קלים בלבד בתשואות שלהם או תכונות סופיות.
מאמר שיטה
דוגמה לגישה של לולאה סגורה כלפי כלכלת חומרים מעגליים מתוארת כאן. מחזור בר קיימא שלם מוצג שבו פוליאסטרים חצי ארומטיים ביובסים מתוכננים על ידי פילמור, דה-פילוריזציה, ולאחר מכן מחדש עם שינויים קלים בלבד בתשואות שלהם או תכונות סופיות.
הפיתוח של ביופולימרים הניתנים למחזור כימי מציע הזדמנויות במרדף אחר כלכלה מעגלית. ביופולימרים הניתנים למחזור כימי עושים מאמץ חיובי לפתור את בעיית החומרים הפולימריים בשלב ההשלכה לאחר שלב השימוש. במאמר זה, הייצור של פוליאסטרים חצי ארומטיים ביובס, אשר ניתן לחלץ לחלוטין ביומסה כגון ליגנין, מתואר ודמיינו. פולי-S הפולימר המתואר במאמר זה יש תכונות תרמיות דומות פלסטיק נפוץ מסוימים, כגון PET. פיתחנו תגובת Knoevenagel ירוקה, אשר יכול לייצר ביעילות מונומרים מן אלדהידים ארומטיים וחומצה מלונית. תגובה זו הוכחה להיות מדרגית ויש לה גורם E מחושב להפליא. פוליאסטרים אלה עם ליגנו-פיטוכימיקלים כנקודת התחלה מראים מיחזור מולקולרי יעיל עם הפסדים מינימליים. פוליאסטר פוליאסטר (חומצה דיהידרוצינפינית) (פולי-S) מוצג כדוגמה של פוליאסטרים חצי ארומטיים אלה, ואת פילמור, depolymerization, ו פולימריזציה מחדש מתוארים.
בניגוד שריפת פסולת פולימרית, מיחזור כימי מציע את האפשרות לשחזר את monomers. מיחזור כימי הוא בחירה הגיונית בסוף החיים הטכניים של חומרים פולימריים מאז חומרים פולימריים אלה מיוצרים כימית1. ישנן שתי דרכים למחזר את החומר הפולימרי כימית, פירוליזה ומיחזורמולקולרי 2. עם פירוליזה, החומר הפולימרי הופך למוצרים בעלי ערך גבוה יותר באמצעות תנאים קיצוניים3,4. מיחזור מולקולרי הוא שיטה יעילה לשחזור החומרים ההתחלתיים באמצעות דה-פילמוריזציה. לאחר depolymerization, יחידות מונומריות ניתן להפוך מחדש לתוך חומרים פולימריים בתולה5. הזמינות של מונומרים מתאימים להחי....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. עיבוי קנוואנגל ירוק של סירינגלדהיד לכיוון חומצה סינפינית עם 5 מול% אמוניום ביקרבונט
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומצה סינפינית הייתה מסונתזת בטוהר גבוה ותשואה גבוהה (> 95%) מסירינגלדהיד באמצעות עיבוי Knoevenagel הירוק. (מידע תומך: איור S1) הגורם האלקטרוני הוא אינדיקציה לייצור פסולת שבה מספר גבוה יותר מצביע על יותר פסולת. גורם ה- E מחושב על-ידי לקיחת קלט החומר הכולל, חיסור כמות המוצר הסופי הרצוי וחלוקת השלם לפי כמות המוצר הסופי. עיבוי Knoevenagel ירוק זה יש גורם E של 1.0, אשר ניתן לחשב: [((29.81 גרם חומצה מלונית + 36.4 גרם סירינגלדהיד + 0.790 גרם אמוניום ביקרבונט + 18.04 גרם אתיל אצטט) – 42.56 גרם חומצה סינפינית.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאשר חומצה דיהידרוסינפינית הייתה מחוממת בכלי תגובה, תת-הכרתיות של החומר ההתחלתי התרחשה, ואפקט זה הוגבר כאשר ואקום הוחל. אצטילציה בוצעה על חומצה דיהידרוזינפינית כדי למנוע תת-הכרתיות. קריכלדורף ואח '12,27 הכירו בכך שלא רק אצטילציה אלא גם די ואוליגומריזציה התרחשה. עם זאת, מונומרים ואוליגומרים אלה כבר לא נשגבים ומתאימים כמוומרים עבור פוליקונדנסציהנמסה 28. כמו כן, היווצרות של preפולימרים מחומצה 4-אצטוקסי-דיהידרוסינפיני מאשר את מנגנון התגובה ההי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים אסירי תודה על התמיכה הכספית של הארגון ההולנדי למחקר מדעי (NWO) (מענק 023.007.020 שהוענק לג'ק ואן שינדל).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>תגובה 1: עיבוי ירוק Knoevenagel | |||
| אמוניום ביקרבונט | סיגמא אולדריץ' | >99% | |
| אתנול | בום | בדרגה | |
| טכנית אתיל אצטט | מקרון | 99.8% | |
| חומצה הידרוכלורית | בום | 37% | |
| חומצה מלונית | סיגמא אולדריץ' | 99% | בשימוש כמתקבל |
| נתרן ביקרבונט | סיגמא אולדריץ' | >99.7% | |
| סירינגלדהיד | סיגמא אולדריץ' | 98% | בשימוש כמתקבל |
| <חזק >תגובה 2: הידרוגנציה | |||
| מגנזיום גופרתי | מקרון | 99% | מיובש |
| Raney™ ניקל | סיגמא אולדריץ' | >89% | |
| נתרן הידרוקסיד | בום | דרגה טכנית | מומס |
| <חזק>תגובה 3: אצטילציה | |||
| אנהידריד אצטי | מקרון | >98% | |
| אצטון | מקרון | >99.5% | |
| נתרן אצטט | סיגמא אולדריץ' | >99% | |
| <חזק>תגובה 4A: פילמור | |||
| 1,2-קסילן | מקרון | >98% | |
| נתרן הידרוקסיד | בום | אבקה | דקה |
| אבץ (II) אצטט | סיגמא אולדריץ' | 99.99% | |
| <חזק>תגובה 4B: דה-פולימריזציה | |||
| נתרן הידרוקסיד | בום | בדרגה | טכנית מומסת |
| חומצה גופרתית | מקרון | 100% | |
| <חזק>ניתוח | |||
| CDCl3 | Cambride Isotope Laboratories, Inc. | 99.5% | |
| CF3COOD | Cambride Isotope Laboratories, Inc. | 98% | |
| דימתילפורממיד | מקרון | >99.9% | |
| הקספלואורו-2-פרופנול | TCI כימיקלים | >99% | |
| מתנול | מקרון | >99.8% | |
| טטרהידרופוראן | מקרון | >99.9% |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה