จากฝาครอบห้องนักบินที่โปร่งใสในเครื่องบินรบ จนถึงการใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น เลนส์แว่นตา หรือแผ่นบลู-เรย์ พลาสติกโพลิคาร์บอเนตมีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรง  และมีคุณสมบัติเชิงแสงที่ดีเยี่ยม  

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ที่ซาอุดิอาระเบีย เปิดเผยว่า ได้ค้นพบวิธีง่ายๆ ที่สะอาดและปราศจากโลหะในการผลิตโพลิคาร์บอเนตจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

หนึ่งในวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการผลิตโพลิคาร์บอเนต คือ ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ให้เป็นหนึ่งในโมโนเมอร์ที่เป็นส่วนประกอบ ที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ มิฉะนั้น ก็จะปล่อยออกมาเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ไม่เป็นที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ในการทำโพลิคาร์บอเนตด้วยวิธีนี้ ผู้ผลิตยังต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์ที่ซับซ้อน ซึ่งยากที่จะทำ และมีโลหะตกค้างในพลาสติกสำเร็จรูป ซึ่งไม่เพียงแต่โลหะเหล่านี้จะเป็นพิษเท่านั้น แต่ยังทำให้โพลิเมอร์มีสีเหลือง ซึ่งจะต้องเพิ่มขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์อีกขั้นตอนหนึ่ง ดังนั้น แทนที่จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์ ทีมงานได้พัฒนาระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นสารอินทรีย์ล้วนๆ ซึ่งมีประสิทธิผลสูง ง่ายต่อการใช้ และไม่ต้องมีขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มขึ้นอีก

ในการผลิตโพลิคาร์บอเนตจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ผสมก๊าซดังกล่าวกับโมโนเมอร์คู่กัน เรียกว่า อีพอกไซด์ ทั้งนี้ ในการผลิตลูกโซ่โพลิคาร์บอเนตเชิงเส้น จากกระบวนการโคโพลิเมอไรเซชั่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยอีพอกไซด์นั้น ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องใช้โลหอินทรีย์ที่ซับซ้อน บทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์ ก็คือ การจับโมเลกุลของอีพอกไซด์จากส่วนผสม และติดเข้ากับลูกโซ่ของโพลิเมอร์ที่กำลังใหญ่ขึ้น หากไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์ ขั้นตอนการเพิ่มอีพอกไซด์ที่เฉื่อย ก็จะหมายความว่า ลูกโซ่ที่กำลังใหญ่ขึ้น จะมีปฏิกิริยากับหางมากกว่า เกิดเป็นโครงสร้างทรงกลม แทนที่จะได้โพลิเมอร์เป็นลูกโซ่เส้นยาวที่ต้องการ ในกระบวนการโพลิเมอไรเซชั่นที่ใช้ไม่ได้ จากปฏิกิริยาข้างเคียง เช่น ปฏิกิริยาไซไคลเซชั่น วิธีที่มักปฏิบัติในการทำให้ลูกโซ่เป็นเส้น ก็คือการกระตุ้นโมโนเมอร์ ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยดังกล่าวทำ

แทนที่จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์ ทีมงานใช้สารริเริ่มปฏิกิริยาหนึ่งคู่ คือ คอมพาวนด์ของแอมโมเนียมเพื่อจับและกระตุ้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และคอมพาวนด์ที่ทำจากโบรอนที่มีอิเล็กทรอนต่ำ เพื่อกระตุ้นอีพอกไซด์ การผสมกันดังกล่าวเป็นการจับคู่โมโนเมอร์สองชนิด ที่มีประสิทธิผลพอๆ กับตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหอินทรีย์  

ตัวอย่างของโพลิคาร์บอเนตที่ได้ไม่มีสีเลย และสารกระตุ้นที่ใช้ ก็สามารถล้างออกได้ด้วยน้ำ

ทีมงานเชื่อว่า วิธีการนี้อาจใช้ในการผลิตโพลิเมอร์ที่หลากหลาย ขั้นตอนต่อไป คือใช้หลักการเดียวกันสำหรับสารอีพอกไซด์อื่นๆ และโมโนเมอร์ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ

ที่มา: plastemart.com