Una strategia di bis-diazirina per la reticolazione polimerica. (A) Meccanismo di formazione di carbene dalla decomposizione promossa dalla luce o dal calore delle diazirine, seguito dall'inserimento C–H. hν, luce ultravioletta. (B) Reticolazione di polimeri non funzionalizzati tramite doppia inserzione C–H di bis-diazirine. Credito: Scienza (2019). DOI:10.1126/science.aay6230
Un team di ricercatori dell'Università di Victoria e dell'Università della British Columbia, sia in Canada, ha sviluppato un nuovo tipo di colla in grado di unire tra loro materiali in polietilene. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo spiega come hanno creato un reticolante di carbene con due motivi diazirina. Felix de Zwart, Johan Bootsma e, Bas de Bruin con l'Università di Amsterdam ha pubblicato un pezzo di Perspective nello stesso numero della rivista che delinea il lavoro del team.
Come de Zwart, Bootsma e de Bruin nota, gli scienziati vorrebbero sviluppare prodotti universali che potrebbero essere utilizzati per la reticolazione di materiali polimerici. Ciò consentirebbe di creare nuovi prodotti con materiali come polietilene e polipropilene, entrambi privi di proprietà di reticolazione. In questo nuovo sforzo, il team in Canada ha sviluppato un reticolante che può essere utilizzato per legare insieme tali materiali.
Come de Zwart, Bootsma e de Bruin inoltre notano, i carbeni singoletti (e i complessi di carbene dei metalli di transizione) sono in grado di subire un inserimento diretto di C-H, con conseguente legame covalente C-C. I carbeni sono molecole che hanno un atomo di carbonio bivalente (l'atomo di carbonio si trova come intermediario tra altri due atomi) e sono comunemente usati come catalizzatori e ossature per i polimeri. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un nuovo carbene utilizzando un N 2 -motivo di espulsione che potrebbe essere utilizzato per incollare tra loro materiali in polietilene.
I ricercatori riferiscono di aver creato "razionalmente" una molecola di bis-diazirina che si decompone in un carbene in condizioni controllabili, come l'esposizione al calore o alla luce. In questo caso, "razionalmente" significa che hanno bilanciato il rischio di esplosione o accensione con la reattività, scegliendo i composti di bis-diazirina che offrivano i migliori risultati tenendo conto di entrambi. Il risultato è stato una molecola che è stata in grado di inserirsi nei legami polimerici C-H. Riferiscono che era in grado di reticolare tra catene polimeriche assortite, compreso sia polietilene che polipropilene. Notano che quando viene utilizzato con polipropilene, l'aumento del peso molecolare era proporzionale alla quantità di reticolante utilizzata. Hanno anche esaminato la possibilità di utilizzare il loro reticolante con un polietilene ad alta densità. Notano che il test con un prodotto commerciale (Super Glue) è stato inefficace:il loro prodotto ha funzionato molto meglio.
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