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(xué)家迫切需要解決的共同挑戰(zhàn)。近日，華東理工大學(xué)費林加諾貝爾科學(xué)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(xué)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(guān)于硫辛酸動態(tài)聚合物工作的研究基礎(chǔ)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(xué)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(xué)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(fù)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(xué)修飾的空間性都預(yù)示著這類獨特的聚合物體系在多個領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價值。
該研究工作主要由張琦博士在曲大輝教授的指導(dǎo)下完成，并受到田禾院士和費林加院士的悉心指導(dǎo)。該工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金委重大項目、教育部材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)前沿科學(xué)中心、基礎(chǔ)科學(xué)中心、上海市重大科技專項等項目資金的支持。
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