隨著難降解、難回收的傳統(tǒng)塑料帶來的日益增長的環(huán)境、能源、健康問題，開發(fā)低成本可回收的聚合物材料、構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)塑料經(jīng)濟已成為化學家迫切需要解決的共同挑戰(zhàn)。近日，華東理工大學費林加諾貝爾科學家聯(lián)合研究中心的曲大輝教授團隊在利用硫辛酸動態(tài)材料構(gòu)筑化學可回收聚合物方面取得重要研究進展。最新研究成果“Dual closed-loop chemical recycling of synthetic polymers by intrinsically reconfigurable poly(disulfides)” 發(fā)表于Matter 。
在課題組前期關于硫辛酸動態(tài)聚合物工作的研究基礎上(Sci. Adv. 2018, 4, eaat8192；JACS, 2019, 141, 12804-12814；Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 5278-5283)，研究人員進一步研究了聚硫辛酸的化學解聚和回收性能。研究人員發(fā)現(xiàn)聚硫辛酸材料可以在稀氫氧化鈉水溶液中完全分解為單體硫辛酸，解聚后的單體可以通過酸化沉淀來得以高產(chǎn)率回收，實現(xiàn)原始質(zhì)量的單體回收。通過核磁、X射線粉末衍射、差式掃描量熱儀、拉曼光譜共同確定了回收單體的化學純度、結(jié)晶度、以及熔點等參數(shù)與原始單體的一致性。由于回收單體的高質(zhì)量，再次聚合形成的聚合物具有完全恢復的機械性能。該工作進一步發(fā)掘了利用天然小分子硫辛酸構(gòu)筑高性能、可回收的動態(tài)聚合物的巨大潛力，其材料制備和回收工藝的簡易性、綠色性、材料性能的優(yōu)異性、化學修飾的空間性都預示著這類獨特的聚合物體系在多個領域的巨大應用價值。
該研究工作主要由張琦博士在曲大輝教授的指導下完成，并受到田禾院士和費林加院士的悉心指導。該工作得到了國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金委重大項目、教育部材料生物學與動態(tài)化學前沿科學中心、基礎科學中心、上海市重大科技專項等項目資金的支持。
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