2019-03-06 23:08:02
聚合物涂料的简便途径可用于生物污损预防

A * STAR研究人员开发了一种生长无毒防污聚合物涂层的简单方法。这可以导致适用于大型表面的更持久的涂层,例如船体或医疗装置。

表面上微生物的积累对航运和生物医学行业都是一个挑战。一些流行的抗污染聚合物涂层在海水中会发生氧化降解,这使得它们随着时间的推移无效。两性离子(具有负电荷和正电荷以及净电荷为零的分子)聚合物涂层,类似于聚合物链的地毯,作为潜在的替代品已经引起关注,但是目前必须在没有任何水或空气的惰性环境中生长。这使他们无法进行大面积应用。

由Satyasankar Jana领导的团队在A * STAR化学和工程科学研究所发现了如何在水中,室温和空气中生长两性离子聚合物涂层,这将使它们能够在更大的范围内使用规模。

“这是一个偶然的发现,”Jana解释道。他的团队正在尝试种植两性离子聚合物涂层,其广泛使用的合成方法称为原子转移自由基聚合,当他们意识到某些反应没有产生预期的产品时。在聚合物链的末端出乎意料地发现了作为反应中使用的催化剂上的配体的胺。 “需要花费一些时间和一系列实验才能揭开它如何到达的神秘面纱,”Jana解释道。

反应动力学观察,核磁共振谱(NMR)和其他分析表明胺通过阴离子机制启动聚合反应。这些所谓的阴离子聚合对于水,甲醇和空气是众所周知的不耐受,但Jana的聚合物在所有三种聚合物存在的情况下都在增长,这让团队怀疑他们的发现。他们转向计算机模型,看看发生了什么。

“密度泛函理论计算结果证实了所提出的阴离子聚合机理,”他说。 “这是乙烯基单体在环境有氧条件下在水介质中阴离子溶液聚合的首个例子。”

他的团队现在已经使用这种方法从四种两性离子单体和许多阴离子引发剂合成聚合物涂层,其中一些不是胺。 “未来我们将使用这种方法,使用喷雾或浸渍方法在大表面积上生成抗生物污损聚合物涂层,”Jana说。他们还计划研究这些涂料在海洋和生物医学应用中的防结垢效率。

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