Японці створили вогнестійкі полімери зі світлом

Розробка японських вчених дозволяє модифікувати полімери під дією синього світла, надаючи їм вогнестійких та екологічних властивостей.

Сучасна хімія полімерів все частіше звертається до методів постфункціоналізації — «вторинної» модифікації готових полімерних ланцюгів. Такий підхід дає змогу перетворювати дешеві й доступні полімери на функціональні матеріали з бажаними характеристиками. На думку професора Шінсуке Інагі, «наша стратегія є першим прикладом постфункціоналізації з використанням органічного фоторедокс-каталізованого процесу RPC», що стало проривом у галузі.

Запропонована реакція базується на хімії радикально-полярного переходу, яка створює карбокатіонні проміжні сполуки на полімерному каркасі. У досліді використовують фталімідну ефірну групу та каталізатор Ph-benzoPTZ, які під дією синього світла формують радикали, що перетворюються на позитивно заряджені проміжні продукти. Ці сполуки взаємодіють із триалкілфосфітами, утворюючи фосфонатні ефірні групи в полімерному ланцюзі. Процес відбувається в м’яких умовах, що важливо для екологічної сталості.

Отримані матеріали — кополімери диетилізопропенілфосфонату, пропілену й метилакрилату — демонструють високу вогнестійкість і температурну чутливість навіть за 10–20% вмісту функціональних груп. Інагі зазначає: «наша стратегія дозволяє вводити фосфонатні групи в олефін-метакрилатні кополімери, що сприяє розробці унікальних полімерних структур». Це відкриває перспективи у створенні вогнезахисних матеріалів та добавок для літій-іонних акумуляторів.

Подальші дослідження спрямовані на розширення цієї технології для включення інших корисних груп з метою розробки сталих матеріалів нового покоління. Спільна праця науковців з Токіо і Кіото демонструє потенціал світлової хімії в екологічному проєктуванні функціональних полімерів.