华东理工大学：化学可回收聚合物最新进展

随着传统塑料难以降解回收的环境、能源和健康问题日益严重，开发低成本、可回收的高分子材料，构建可持续的循环塑料经济成为迫切需要化学家。解决了常见的挑战。近日，华东理工大学Felinga诺贝尔科学家联合研究中心曲大辉教授团队在利用硫辛酸动态材料构建化学可回收聚合物方面取得重要研究进展。最新研究成果“通过本质可重构聚（二硫化物）对合成聚合物进行双闭环化学回收”？发表在物质上。

基于课题组前期关于硫辛酸动态聚合物的工作（Sci. Adv. 2018, 4 , eaat8192; JACS, 2019, 141, -; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5278-5283)，研究人员进一步研究了聚硫辛酸的化学解聚和回收特性。研究人员发现，聚硫辛酸物质在稀氢氧化钠水溶液中可完全分解为单体硫辛酸，解聚后的单体可通过酸化沉淀高收率回收，实现原品质单体的回收。采用核磁、X射线粉末衍射、差示扫描量热仪和拉曼光谱法测定回收单体的化学纯度、结晶度和熔点与原始单体的一致性。由于回收的单体质量高，再聚合形成的聚合物完全恢复了机械性能。这项工作进一步探索了使用天然小分子硫辛酸构建高性能、可回收的动态聚合物的巨大潜力。材料制备和回收过程的简便性、绿色性、优越的材料性能以及化学改性的空间性都表明了这种独特的聚合物体系在许多领域的巨大应用价值。

该论文报道了一种基本上可回收和可重构的聚二硫聚合物，使用天然小分子硫辛酸 (TA) 作为一种原材料。该材料利用其动态共价开环聚合，在 TA 单体和两种聚合物产品（包括自修复弹性体和机械强离子膜）之间形成双闭环化学回收。在稀碱性水溶液中，单体缓慢完全解聚，回收率可达86%。聚合物材料可回收再利用，聚合物成分可重新配置，力学性能可调节，为功能塑料的可持续发展提供了前景。

论文的主要观点： 1、合成的聚二硫聚合物可以在一个封闭的循环中进行化学回收； 2、解聚过程在碱性水溶液中有效完成； 3、物料的化学回收具有可更换、机械性能可调的特点。

研究工作主要由张琦博士在曲大辉教授的指导下，在田和院士和费林嘎院士的悉心指导下完成。该工作得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大项目、教育部材料生物学与动态化学前沿科学中心、基础科学中心、上海市科技项目。

来源：华东理工大学，新材料信息

论文链接

https://www.cell.com/matter/fulltext/ S2590-2385(21)00014-X

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