發布時間：2023年2月3日
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在國家自然科學基金項目（批準號：91856113）等資助下，中國科學院長春應用化學研究所陶友華研究員課題組在可循環塑料研究方面取得進展。研究成果以“單硫代交酯單體構建高韌性可循環塑料（Tough while Recyclable Plastics Enabled by MonothiodilactoneMonomers）”為題，于2023年1月3日發表在《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc.）上。
近年來，可閉環回收塑料成為全世界高分子化學家關注的焦點。通過設計特定的單體合成可回收高分子，使用后再將其直接轉化為原單體，有望實現高分子材料的循環使用，并減少廢棄高分子帶來的白色污染。可閉環回收塑料的開發需要兼顧聚合物的可聚合性、循環回收性和使用性能等多種要求，而設計結構簡單、熱力學近平衡單體并用于構建性能優異的可循環塑料是其中最關鍵一環。
陶友華團隊發展了基于單硫代交酯單體用于制備性能優異的閉環回收塑料。他們發現，單硫代交酯單體的開環聚合具有高的區域選擇性和可控開環聚合特性；而所得聚合物可通過簡單的升華裝置高選擇性解聚，實現單硫代交酯單體的高效回收（圖）。這類可回收聚合物具有與低密度聚乙烯（LDPE）相當的機械強度和更高的斷裂伸長率（>400%）。單晶X射線衍射和計算研究表明，其主鏈中的酯-硫酯交替結構增強了聚合物分子內的n-π*相互作用，抑制了聚合過程中的硫酯交換副反應，從而實現了單硫代交酯可控開環聚合。
該研究中發展的單硫代交酯單體的原料來源廣泛、結構簡單，其聚合產物是一種半結晶熱塑性塑料，具有完全的化學可回收性，因此為開發性能優異的可循環塑料提供了一種新的思路，并有望推動可循環塑料的規模化制備和應用。
日期 2023-02-02 來源：化學科學部 國家自然科學基金委員會