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四川大學王玉忠院士團隊 Angew VIP論文：PET化學升級回收制備抗紫外新材料

2023-12-11 來源：高分子科技

高分子材料被廣泛應用于國民經濟的各個行業(yè)，全球年產量高達5億噸，但其廢棄后主要被填埋、焚燒或直接丟棄于環(huán)境中，造成了嚴峻的環(huán)境問題和資源浪費。化學回收通過將聚合物轉化為原料單體、液體燃油或高值化學品以實現(xiàn)高分子材料的循環(huán)經濟，應用前景廣闊，但由于深度解聚至小分子水平，該方法仍面臨反應周期長、溶劑消耗大、反應選擇性差、分子產物分離純化困難等難題。因此，亟待開發(fā)高效綠色的高分子化學循環(huán)與升級回收技術。

四川大學王玉忠院士團隊在廢舊高分子材料的化學回收領域開展了二十多年研究，提出了以制備高附加值化學品或功能材料為導向的化學升級回收新思路，研究涵蓋了聚烯烴、聚酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等量大面廣的熱塑性及熱固性高分子材料。近期，他們提出了一種綠色無溶劑的廢舊PET化學升級回收制備抗紫外功能材料的新策略，即反應型二苯乙炔功能單體通過微醇解和再聚合的一鍋酯交換反應原位共聚到廢舊PET的大分子鏈中。二苯乙炔基團吸收短波高能紫外線，然后釋放長波低能熒光；同時，紫外線誘導的二苯乙炔基團之間的化學光交聯(lián)反應產生擴展的π-共軛體系，導致紫外線吸收帶發(fā)生紅移（由于HOMO-LUMO間隙減少）并形成PET鏈之間的化學交聯(lián)點（增加了鏈間相互作用力）。因此，隨著高強度紫外線輻射時間的增加，升級回收PET表現(xiàn)出“反向增強”（即不降反升）的抗紫外線能力和拉伸強度，突破了傳統(tǒng)高分子材料在長時間紫外線照射下不可避免的發(fā)生光降解和性能下降的難題。

圖1. 二苯乙炔官能團的雙重光響應

圖2. 廢舊PET的原位化學升級回收與抗紫外性能

圖3. 升級回收PET的雙重光響應及防偽應用

圖4 本工作的設計思路圖

該工作以“Dual Photo-Responsive Diphenylacetylene Enables PET In-Situ Upcycling with Reverse Enhanced UV-Resistance and Strength”為題發(fā)表在《Angew Chem Int Ed》（2023, e202314448），并被遴選為VIP論文（Very Important Paper）。第一作者為四川大學環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實驗室的碩士研究生范麗霞，通訊作者為陳琳研究員和王玉忠院士。相關研究工作得到國家重點研發(fā)計劃（2021YFB3700203）和111計劃（B20001）等資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202314448

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（責任編輯：xu）

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