. 陈友根团队与浙江大学凌君教授团队合作在MRC发表综述:基于环缩醛开环聚合的可回收与可降解材料-深圳大学高等研究院
loading..
首页   >   新闻动态   >   学术成果   >  

正文

陈友根团队与浙江大学凌君教授团队合作在MRC发表综述:基于环缩醛开环聚合的可回收与可降解材料

2023-04-20

塑料以其丰富多样的性能和较低的成本吸引了工业界的广泛关注,在短短几十年内快速发展,并成为当今社会最广泛使用的材料之一。塑料的最大市场是一次性包装领域,而绝大多数塑料是不可降解材料,由此带来了严重的土壤和海洋污染。随着可持续发展的观念成为全球共识,各国都在大力支持可降解聚合物的研究。

目前可降解聚合物的设计主要分类两类:(1)通过主链断裂降解成小分子(DDM),(2)化学回收回到单体(CRM)。缩醛键是一种pH响应型不稳定化学键,在中性和碱性条件下高度稳定,而在酸性条件下可快速断链,因此聚缩醛可通过DDM降解。CRM策略指在一定条件下可解聚回到单体,回收的单体可重新聚合。环缩醛的阳离子开环聚合是制备聚缩醛的一种直接方法,但该反应存在难以消除的链转移副反应和聚合-解聚平衡。这给高分子量聚缩醛的合成带来了很大的挑战,因此该方法在过去二十年鲜有报道。近年来CRM策略的迅猛发展使重新激起了环缩醛开环聚合的研究兴趣。因为开环聚合是一种平衡反应,具有内在的可逆性,是CRM的天然平台。综上,聚缩醛是具有DDM和CRM双降解潜力的可回收材料。

图1.聚缩醛的CRM和DDM降解回收策略

本文聚焦于环缩醛的开环聚合,探讨了均聚环缩醛的闭环回收,以及环缩醛与内酯、乙烯基等单体共聚对加速传统聚酯和聚烯烃材料降解的可行性(图1)。实现聚缩醛的回收,前提是解决高分子量聚缩醛的合成难题。通过归纳总结相关研究,本文从引发剂、终止剂、聚合条件等方面探讨了以环缩醛为单体合成高分子量聚缩醛的关键因素。除了环缩醛的阳离子开环聚合,本文还介绍了通过含缩醛环烯烃的开环易位聚合和半缩醛酯的阳/阴离子开环聚合制备聚缩醛。近年来有许多研究指出常见可降解聚酯(如聚己内酯、聚乳酸)在自然条件下,即土壤或海洋中,1-2年几乎无降解迹象。因此对常用可降解聚合物进行改性以加快其降解速度对缩短塑料代谢周期、改善生态环境、推进可持续发展有重要意义。作者总结了环缩醛和杂环化合物(内酯、交酯、环缩醛、亚磷酸酯等)、环缩醛和乙烯基单体(乙烯基醚、乙烯基硅醚、醋酸乙烯酯等)的共聚合,并关联了共聚物化学结构及其降解性能,证明环缩醛与酯类和乙烯基单体共聚是提高经典聚酯和聚烯烃降解性的一种可行方法。

综述论文发表在Macromolecular Rapid Communications上,第一作者为浙江大学高分子科学研究所高分子化学与物理专业博士研究生沈婷,通讯作者为深圳大学陈友根助理教授和浙江大学凌君教授。

该工作得到国家自然科学基金委、深圳市面上项目的支持。

论文链接:https://https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/marc.202300099


地址:深圳市南山区白石路3883号深圳大学粤海校区致知楼703学院办公室 518060

联系电话:0755-26492572

版权所有 © 深圳大学高等研究院