以不饱和聚酯树脂（UPR）为代表的含酯基热固性塑料，因其致密的三维交联网络结构而具有优异的性能，在电子和航空航天等领域应用广泛。然而，不熔不溶特性和生物惰性使其无法通过传统机械或生物方式回收，导致大量废弃物被填埋或焚烧，造成了资源浪费与环境污染。因此开发可持续回收策略具有重要意义。

  在各类化学回收方法中，基于酯键选择性断裂的碱催化水解法因能耗低、过程简单而具广阔前景。然而，过量的碱液是维持反应动力学的必需条件，但会导致设备腐蚀和废水负担。而且传统体系通常存在一个动力学缺陷：碱剂在反应过程中被逐渐消耗，导致体系碱度下降及反应减缓。

  据此，四川大学徐世美教授、王玉忠教授团队建立了一种溶剂诱导的碱性自补充策略，能够在温和的条件下高效回收各种含酯塑料，包括热固性塑料（如UPR、环氧树脂、乙烯酯树脂）和热塑性塑料（如PET、PBAT）。

  2026年5月26日，相关工作以题为“Synergistic Supramolecular Activation and Dynamic Alkalinity Replenishing for Sustainable Recycling of Ester-Containing Plastics” 论文发表在 Angew. Chem. Int. Ed.上，第一作者为四川大学博士生李俊彦，通讯作者为徐世美教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

  作者采用1,3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI）溶剂-KOH作为降解体系，该体系具备多种功能（图1）。首先，DMI展现出良好的溶剂化破碎能力，将热固性树脂物理破碎为更小尺寸的粉末；其次，DMI的羰基活化酯键的同时，与K⁺形成超分子复合物增强OH^?亲核性；第三，常温下KOH在DMI中的溶解度低，便于反应后直接分离和回收，而高温下溶解度增加促进反应，且随着水解过程中KOH消耗，过量的KOH逐渐溶解以补充碱性。该体系在较温和条件（70^oC、7 h）即可实现UPR的完全降解，即便在50^oC仍有 63% 的降解率。降解产物包括邻苯二甲酸、1,2-丙二醇以及苯乙烯-马来酸共聚物，回收率均高于97%、纯度高于98%。体系循环使用10次后降解率仍保持96%以上，DMI溶剂保持稳定。该策略在能源效率和环境兼容性方面超越传统体系。

图1 动态碱补充和酯键活化的DMI–KOH体系设计原理

图2 DMI–KOH体系能够将不饱和聚酯树脂回收为原料和高值化学品

图3 UPR降解过程动力学分析和系统优化

  降解动力学分析表明，2.0当量KOH体系效率最高，且反应过程中反应液pH基本恒定，而低当量KOH体系pH持续下降、反应停滞。这是由于酯基的水解会持续消耗KOH，而过量的固体KOH作为“碱库”保证动态补给，实现了动态平衡。表明维持过饱和碱性环境对于在整个网络解构过程中维持反应驱动力至关重要。对比不同碱与不同溶剂，KOH与DMI组合表现最优，其他溶剂或碱存在活性不足、稳定性差或环境不友好等问题。

图4 DMI–KOH相互作用与网络破碎的机理研究，包含红外、核磁、拉曼、分子模拟、扫描电镜、X 射线光电子能谱与 X 射线衍射结果

图5 DMI–KOH体系对于热固性聚酯的水解机理示意图

图6 DMI-KOH策略适用于各种热塑性和热固性聚酯废料

  该体系具有显著的普适性。通过缩小传质效率与键持续活化之间的差距，该策略显著降低了聚酯降解过程中的能量障碍，有效缩小了热固性聚合物与热塑性聚合物之间的降解难度差距。除UPR之外，DMI-KOH体系的通用性在广泛的含酯基塑料范围内得到了验证。该研究为化学降解的动态调控提供了新见解，并为高效化学回收体系的设计提供了新方法。

  总之，本文提出并构建了溶剂诱导的“超分子活化+动态碱补充”协同策略，在DMI–KOH体系中同时解决传统碱水解的碱度衰减、酯键活化不足与传质受限三大难题，实现了含酯基聚合物，特别是难降解的热固性聚酯在温和、低能耗且环保条件下的高效回收，建立了动态调控降解的新方法与绿色回收体系。后续将进一步从经济性角度开发适用于规模化应用的方案与工艺流程。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.9300642