一种清洁方便的工业氧化塑料表面的方法

聚丙烯(PP)无处不在，是人类生活中使用最广泛的塑料之一。这是一种多功能材料，其天然惰性表面可根据具体应用进行修改。大阪大学的研究人员现已开发出一种方便的光驱动方法，用于氧化PP而不会产生有害废物。

据ChemComm报道，该过程使用自由基使塑料反应。PP表面具有甲基(-CH3)，它们构成聚合物的侧链。甲基中强的C-H键使PP成为非反应性物质，出于许多目的，这正是所需要的。然而，这些键可以被高反应性的二氧化氯基团ClO2•裂解。

“在印刷和医疗材料等应用中，塑料必须进行表面改性，”研究合着者Tsuyoshi Inoue解释道。“氧化C-H键是有机化学中的教科书案例。然而，对于聚合物来说，风险是任何足够强大的东西都可能破坏主链的C-C键，将聚合物分开。幸运的是， ClO2•自由基选择性地与侧链反应。“

通过混合亚氯酸钠和盐酸可以容易地制备高反应性基团。然后需要进行光化学激活 - 为此，大阪团队选择了LED灯作为光源。活化的ClO2•现在分裂成Cl•，从PP的侧链上掀起H原子; 和O2，后来进入以氧化暴露的-CH2•基团。

结果，虽然本体聚合物保持完整，但表面现在具有多个羧酸基团(-CO2H)，对化学反应性具有主要影响。例如，现在可以用阳离子染料染色无色塑料，例如罗丹明B或亮绿，其与阴离子羧酸根离子反应。最初的防水表面也变得更亲水。

主要作者Kei Ohkubo说：“事实证明，这种反应对我们的目的具有双重选择性。” “它不仅切割了C-H而不是C-C键，它特别氧化了侧链上的那些，即使它们比主链上的那些更强。这是因为涉及O2的氧化步骤最多当氧化目标是CH2时有利。“

用于氧化烯烃聚合物如PP和聚乙烯的先前方法要么控制不良，要么污染严重。因此，新工艺是该问题的第一个清洁和方便的解决方案，并且可以证明是合成塑料定制中的有价值的工业工具。

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