搜索:  
青科大沈勇/李志波教授团队 Macromolecules综述:环内酯开环聚合制备可闭环回收聚酯研究进展
2024-02-27  来源:高分子科技

  近年来,化学回收逐渐成为一种解决塑料污染问题和实现循环塑料经济的方式。其中可闭环回收聚合物是一种十分有前景的聚合物,它们可在使用后选择性地解聚回原始单体,回收的单体可重新聚合为质量和性能相同的聚合物材料,从而建立了理想的“单体-聚合物-单体”闭环生命周期,既可以缓解塑料生产对石油资源的依赖,又能避免塑料使用后处理不当造成的环境污染。通过具有特定结构的环状单体的开环聚合(ROP),可以制备得到可闭环回收聚合物(聚酯、聚硫酯、聚碳酸酯、聚缩醛以及聚酰胺等)。


1. (a) 当前单向的塑料经济模式和(b)三类循环塑料经济模式。


  青岛科技大学沈勇/李志波教授团队总结了近几年可闭环回收聚酯的工作。首先从热力学角度对可闭环回收聚合物的单体结构设计进行了讨论。合适的聚合上限温度(Tc)是实现聚合和解聚平衡的关键,太高的Tc会造成单体回收选择性和回收产率降低;太低的Tc容易导致材料使用时结构稳定性下降,并且聚合常需要在低温下进行,能耗较高。杂环单体通常具有合适的Tc< 250 °C),是制备可闭环回收聚合物的理想单体;此外,文章还结合环内酯的开环聚合动力学进行讨论,强调了催化剂在聚合和解聚过程的重要性。 


2基于热力学和动力学考虑的可闭环回收聚合物的单体设计原则。


  作者按照环内酯尺寸由小到大的顺序(四到七元环内酯),列举了近期代表性的研究进展,重点讨论单体设计与合成方法()聚合热力学及动力学和聚合物性质间的构效关系,以及聚酯的解聚回收方法。不同环尺寸的环内酯表现出明显不同的开环聚合过程,并且杂原子的引入、稠环结构、偕二甲基和不同的取代基团可以进一步调节单体的开环聚合热力学和动力学。此外这些结构变化对聚合物的热稳定性、结晶性、力学性质、回收性和功能性有重要影响。 


3不同的环内酯开环聚合来制备可闭环回收聚酯


  最后,作者对可闭环回收聚合物的现有问题进行总结,并对未来发展提出了一些展望:例如单体设计与聚合物性质的构效关系需要更加明确,聚合物的综合性质需要进一步完善,合成方法进一步优化,降低成本等等,才能满足可闭环回收聚合物实际应用的需要。


  该综述Ring-Opening Polymerization of Lactones to Prepare Closed-Loop Recyclable Polyesters为题发表在学术期刊Macromolecules上。文章第一作者是青岛科技大学博士后李峥,通讯作者为青岛科技大学的沈勇教授和李志波教授


  文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c01912

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻