从生物基材料经济合成聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯

尽管工业界为实现可持续性做出了最大努力，但大多数塑料(或聚合物)仍然使用不可再生的化石燃料制造。然而，研究人员现在已经找到了一种生产生物基丙烯酸酯树脂的经济方法。该研究发表在Angewandte Chemie杂志上，展示了如何在单个反应器(一个罐)中进行所有合成步骤，从最初的构建块到聚合，从而最大限度地减少对环境的影响。

最清漆，粘合剂和涂料是从丙烯酸酯树脂，其是丙烯酸类的聚合物制成的酸酯和甲基丙烯酸酯。形成这些酯的原料是丙烯酸或甲基丙烯酸和醇。醇赋予塑料特性，例如柔软度或硬度，以及吸水性或排斥性。

为了使这些聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯更具可持续性，法国巴黎化学研究所的 Christophe Thomas 和他的团队使用了生物基或天然来源的醇，而不是化石来源。这些包括基于植物的月桂醇、薄荷醇、四氢香叶醇(一种类似信息素的物质)、香草醛和乳酸乙酯。

除了通过可再生资源实现可持续性之外，该团队还以尽可能少的步骤为目标进行合成，换句话说，就是一锅法。这意味着他们必须找到适合该过程多个步骤的催化剂，并且还要精细调整所有其他合成条件，例如溶剂、浓度和温度。

这种合成的第一步是丙烯酸或甲基丙烯酸的活化。研究人员能够从简单的盐中识别出催化剂。这些物质也适用于下一步，使生物基醇与丙烯酸或甲基丙烯酸酐(酸的缩合形式)反应得到相应的酯，它们是后续聚合物的结构单元。

“这个单体制备步骤非常高效，使我们能够在同一个反应器中进行聚合，”托马斯说。因此，在不纯化中间产品的情况下，该团队最终能够从分别生产的两种或三种不同的单独聚合物中生产出广泛用于塑料生产的嵌段共聚物。

该团队的生物基塑料具有许多有益特性，具体取决于构成它们的单体。例如，用乳酸侧链(聚(ELMA))生产的树脂硬而脆，而用更柔韧的四氢香叶醇侧链(聚(THGA))生产的树脂在室温下是柔韧的。作者强调了许多可用的可能性，这要归功于他们可以使用的各种生物基醇。

除了团队方法的多功能性外，他们的一锅合成还有助于减少环境足迹。由于后处理溶剂在塑料合成的 E 因子或环境影响中占很大比例，因此无需后处理的一锅法显然大大降低了这一因素。他们最成功的合成将 E 因子降低了四分之三，证明了这项研究的重要性。

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