在綠色可持續(xù)發(fā)展大背景下，塑料污染已經(jīng)成為全球最緊迫的環(huán)境問題之一。發(fā)展生物降解高分子合成和循環(huán)回收技術(shù)是解決這一問題的關(guān)鍵。近年來，以聚乳酸（PLA）等為代表的生物降解高分子產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)，為減少資源浪費(fèi)、滿足可持續(xù)發(fā)展需求，聚乳酸高效化學(xué)回收技術(shù)研發(fā)已成為高分子科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
近期，化學(xué)化工學(xué)院秦玉升團(tuán)隊(duì)制備了一種胍基鋅配合物（圖1a），該催化劑不僅可以高效的催化丙交酯開環(huán)聚合制備高分子量聚乳酸（Polym. Chem., 2023, 14, 4652-4658），而且還能催化商品化聚乳酸的醇解和胺解，從而制備出一系列新結(jié)構(gòu)二元醇化合物。該降解策略對塑料制品中添加劑具有良好穩(wěn)定性，且在PLA/PBAT共混制品降解中對PLA表現(xiàn)出高選擇性，有利于多組分廢棄塑料的分離回收。此外，胍基鋅催化劑對水、氧均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，在放大進(jìn)行商品化聚乳酸制品降解實(shí)驗(yàn)中，依舊具備高活性（見圖1b）。所生成的二元醇可直接用于與二元酸的縮聚反應(yīng)，進(jìn)而制備新型高分子量（14800~29800 g/mol）、窄分布（1.82~1.87）、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可調(diào)（12.8~117.6 °C）的聚酯酰胺（圖1c）。
圖1 商品化PLA升級化學(xué)回收制備聚酯酰胺PEAs
廢棄塑料的化學(xué)回收對于減少環(huán)境污染與推動(dòng)資源循環(huán)利用至關(guān)重要。該工作將高活性的丙交酯開環(huán)聚合催化劑用于PLA的醇解與胺解，實(shí)現(xiàn)了多種新結(jié)構(gòu)可聚合多元醇單體的高效合成，并成功用于新結(jié)構(gòu)聚酯酰胺的制備，實(shí)現(xiàn)了PLA的升級回收利用，為高分子材料可持續(xù)發(fā)展研究提供了新思路。
相關(guān)研究以“Zinc Catalyst for Chemical Upcycling of PLA Wastes: Novel Industrial Monomer Resource toward Poly(ester–amide)”為題發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)出版的高分子科學(xué)領(lǐng)域頂級刊物《Macromolecule》上，該期刊為自然指數(shù)（Nature Index）收錄期刊。煙臺(tái)大學(xué)為唯一通訊單位，碩士研究生劉爽為論文的第一作者，索泓一博士和秦玉升教授為論文的通訊作者。相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金和中央引導(dǎo)地方項(xiàng)目的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.4c00360
來稿時(shí)間：6月4日 審核：劉希斌 責(zé)任編輯：安興爽
