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对于高性能聚合物新生产技术都可以成为更好的防弹衣

使用一个新的复合纳米颗粒催化剂,棕色大学的研究人员已经表明它们可以使降解抗性的PBO,用来制造防弹衣和其它高性能织物的聚合物。

普罗维登斯,R.I. [澳门网赌网站] - 一个研究小组已经发现产生所谓的PBO的高分子材料,商业上称为的Zylon一种产品,在防弹背心和其它高性能的面料使用了新的途径。这种新方法可以在作出该难以降解,可在过去一直困扰着基于PBO的材料有问题PBO产品是很有帮助的。 

Image of a catalyst
该新的催化剂是从金(Au)和钯(Pd)合金化的纳米粒子制成。

“我们证明了使用纳米粒子催化剂,我们可以更环保条件,并没有使用上已知的导致这些物质意外降解的化学生产PBO,说:” shouheng太阳,在澳门网赌网站和共同作者的化学教授描述一个新的研究论文。 “我们认为这可能是朝着使更强大的PBO材料的路径。”

研究在该杂志描述 .

传统的方法,使PBO(其全名是聚苯并恶唑)涉及使用多磷酸(PPA)作为既用于必要的化学反应和作为溶剂的催化剂。 PPA是一种强,高腐蚀性酸并已被精确定位如PBO降解的来源。酸的分子会卡在聚合物链中,当随时间暴露于光和水分离开纤维易于降解。该降解导致了在过去基于PBO-防弹衣的回忆。 

太阳在棕色的实验室一直与能够执行,使PBO所需的新反应的复合纳米颗粒催化剂广泛合作,和他们这样做,而不使用PPA。催化纳米颗粒的反应也将需要较少的能量,并且可以使用可再生的甲酸作为氢源来进行。所有这一切使得生产过程更加环保。 

到现在为止,但是,复合纳米颗粒催化剂基本上都被用来使只有小有机分子。是否的复合催化剂,在这种情况下由金及钯合金的颗粒制成的,可用于催化聚合物链的受控生长是以前未知的。 

“我们试图回答的关键问题是,如果我们能控制的反应,使我们得到聚合度很好的控制,”孙说。 “我们最终发现,我们可以做到这一点通过调整我们的催化剂合金纳米粒子的组成和规模。”

接近金40%和60%的钯的合金组合物被证明是最佳的,用于控制使PBO所需反应的速率。颗粒周围的尺寸8纳米产生的最大化PBO聚合物的分子量的反应速度。 

以找出是否PBO是退化确实性,团队与工程,布朗的该校研究人员合作,进行机械测试。这些测试表明,与纳米颗粒催化剂所作的PBO聚合物是降解大于市售的Zylon更耐 - 即使是在水和酸被煮沸天后。 

研究人员说,今后的工作将集中在具有较高分子量的PBO生成的聚合物。用于该研究中产生的聚合物均高于商业级的产品,这限制了它们的初始机械强度的显著更轻。不过,研究人员说,这项工作是一个有力的证明了概念的想法,复合纳米粒子可产生耐降解PBO。 

杰罗姆·罗宾逊,化学布朗的助理教授和研究的共同作者,指出,布朗研究小组的丰富的专业知识是这项工作的成功至关重要。 

“这是我们能够拥有工程师和其他研究人员合作非常重要,”罗宾逊说。 “要能在马路对面步行到工程的学校,做机械测试是伟大的,我认为我们有合适的团队来开展这一研究。”

在纸张其他合着者是潮宇,雪峰果,周扬阴,中龙赵,邢李,米歇尔muzzio,钦蒂亚巴博萨,孟奇沉,禹城元,俊宇旺,约翰antolik,卢刚,东苏,欧辰,普拉迪普guduru和克里斯托弗·濑户。工作初期是由美国支持美国陆军研究实验室和美国。陆军研究办公室(W911NF-15-1-0147)。额外的支持是通过在研究和分子和纳米创新研究所的副总裁布朗的办公室提供。