在石油资源日趋枯竭与绿色低碳发展诉求日益增强的双重背景下,地壳中丰度极高的硅元素所衍生的有机硅材料,成为降低石油依赖的重要替代选择。其中,硅橡胶因化学稳定性优异而广泛应用于各领域,与基于C–C骨架的传统高分子不同,硅橡胶主链为Si–O键,其更高的键能在赋予材料优异综合性能的同时,也使得其回收再利用面临更为严峻的技术挑战。
当前回收方式主要包括能量回收、粉碎后作填料的降级利用及高温裂解闭环回收,但普遍存在产品降级、能耗高、工艺复杂等问题,难以兼顾经济性与可持续性,亟需探索新的回收路径。
针对上述问题,四川大学高分子科学与工程学院吴锦荣/兀琪团队提出了一种“硼辅助热机械断链”(BATS)新策略,突破了现有回收范式的局限。
2026年7月17日,相关论文以“Upcycling of Silicone Rubber into Value-Added Polyborosiloxane via Boron-Assisted Mechanochemistry”为题发表在Advanced Materials上。四川大学高分子科学与工程学院博士生许虎为第一作者,吴锦荣教授和兀琪副研究员为共同通讯作者。
该方法在热、剪切与硼酸的协同作用下高效切断Si–O–Si主链进而重构为Si–O–B键,实现硅橡胶网络的快速解离,直接将废料升级转化为高附加值的聚硼硅氧烷,实现了从降级回收到增值利用的跨越。相较于传统工艺,BATS技术显著降低了能耗与污染风险,且适用性广泛,几乎覆盖所有常见种类的硅橡胶。此外,该过程无需溶剂、不产生副产物,可直接应用于螺杆挤出机、密炼机等常规高分子加工设备,打通了从实验室研发到规模化生产的转换通道。为有机硅材料的绿色可持续发展提供了全新的解决范例。
BATS策略几乎涵盖所有类型的硅橡胶,且可直接适配螺杆挤出机、密炼机等传统高分子加工设备,具备规模化生产的操作基础。对于大批量、成分复杂的异质硅胶废料,该方法同样能够实现高效的升级回收。所得PBS产物具有优异的综合性能,可直接应用于粘接、抗冲击防护等领域。技术经济分析进一步表明,BATS路线具备巨大的潜在经济优势——以废硅胶为原料制备的聚硼硅氧烷,其成本仅为商用PBS的0.5%。
该工作得到了国家自然科学基金(52373061, 52473061, 52525301)、先进高分子材料国家重点实验室(klapm2025-2-13, sklapm2025-4-18)资助。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.74158
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