大数跨境
0
0

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

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 高分子科技
2024-02-27
1
导读: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...
点击上方蓝字 一键订阅

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


相关进展

青科大沈勇/李志波团队 Angew:闭合循环高分子材料新进展 - 生物塑料P3HB升级回收制备立构规整、高熔点、可闭合循环聚醚酯

青科大沈勇/李志波教授团队 Macromolecules:聚(3-羟基丁酸酯)化学升级转化为功能性聚氨基酯

青科大沈勇/李志波团队 ACS Sustain. Chem. Eng.:聚(3-羟基丁酸酯)化学升级转化为可循环聚醚酯材料

青科大沈勇/李志波团队 Angew:双官能团环内酯化学选择性开环聚合制备可循环聚酯材料

青科大沈勇/李志波团队 Macromolecules:生物基δ-己内酯制备化学可循环聚氨酯

青科大沈勇/李志波团队Angew:生物基δ-己内酯快速可控聚合制备可循环聚酯和热塑性弹性体

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


【声明】内容源于网络
0
0
高分子科技
高分子科技®协同全球高分子产业门户及创新平台 “ 中国聚合物网 www.polymer.cn ” ,实时报道高分子科学前沿动态,关注和分享新材料、新工艺、新技术、新设备等一线科技创新设计、解决方案,促进产学研及市场一体化合作的共同发展。
内容 16581
粉丝 0
高分子科技 高分子科技®协同全球高分子产业门户及创新平台 “ 中国聚合物网 www.polymer.cn ” ,实时报道高分子科学前沿动态,关注和分享新材料、新工艺、新技术、新设备等一线科技创新设计、解决方案,促进产学研及市场一体化合作的共同发展。
总阅读3.1k
粉丝0
内容16.6k