Полимерите стават огнеустойчиви чрез химично модифициране със светлина

Японски учени разработиха фотокаталитичен метод за придаване на пожароустойчивост и устойчивост на полимерите чрез въвеждане на фосфонатни групи.

На фона на нарастващото търсене на функционални полимери в индустрията и технологиите изследователи от Япония постигнаха значим пробив в постфункционализацията на полимери с помощта на видима светлина. Екипът, ръководен от професор Шинсуке Инаги от Института по науки в Токио, създаде техника, която позволява въвеждането на фосфонатни естерни групи в полимерни вериги – при меки, устойчиви условия.

Нов подход за химическа модификация на полимери

Методът се основава на радикално-полярна кръстосана (RPC) химия, при която вместо традиционни радикали, се образува карбокатионен еквивалент върху полимерната верига. Това позволява реакции с широк спектър от нуклеофили, включително триалкилфосфити, които придават огнеустойчивост и температурна стабилност.

Процесът използва органофоторедокс катализатор – Ph-benzoPTZ, активиран от синя LED светлина, за да предизвика серия от прецизни трансформации на молекулярно ниво.

Полимери с подобрени свойства и широки приложения

Получените кополимери от диетил изопропенилфосфонат, пропилен и метил акрилат показват уникална структура и устойчивост, която не може да бъде постигната чрез стандартна радикална полимеризация. Степента на функционализация достига до 21%, като се използват различни фосфити, включително хлор- и трифлуорометил-съдържащи аналози.

Потенциал за огнеупорни материали и безопасни батерии

Дори при ниско съдържание от 10–20% фосфонатни групи, новите полимери демонстрират висока пожароустойчивост и термична стабилност, което ги прави перспективни за литиево-йонни батерии и други високорискови приложения. Това би могло да предотврати самозапалвания и прегряване, като същевременно подобри устойчивостта на материалите.

Стъпка към полимери от ново поколение

Екипът планира да разшири метода си за въвеждане на други функционални групи, с цел разработване на устойчиви и високоефективни материали за бъдещето. Този подход съчетава гъвкавост, екологичност и ефективност, което го превръща в ценен инструмент за модерната полимерна химия.

Източник: Obekti.bg