科技日?qǐng)?bào)記者 王健高 通訊員 劉佳 徐廣強(qiáng)
2月16日，記者從中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所獲悉，該研究所王慶剛研究員帶領(lǐng)的催化聚合與工程研究組發(fā)展了一種聚合物降解再聚合的升級(jí)化學(xué)循環(huán)新策略，以“聚合物到聚合物”的方式成功實(shí)現(xiàn)了聚乳酸廢棄物到新聚乳酸材料的循環(huán)再利用過(guò)程。該部分成果已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專利，近期發(fā)表在高分子領(lǐng)域權(quán)威期刊Macromolecules上，該研究所博士研究生楊茹琳為該論文第一作者。
王慶剛介紹，近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高以及國(guó)家“禁塑令”與“雙碳”政策的不斷推動(dòng)，可降解材料迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。其中，聚乳酸作為典型的可再生原料（淀粉）來(lái)源的高分子材料，正逐步發(fā)展成為社會(huì)所必需的基礎(chǔ)性大宗材料。與此同時(shí)，使用完的聚乳酸材料的后處理問(wèn)題也引起了人們關(guān)注。雖然聚乳酸可以在自然界中降解，但這一過(guò)程通常需要漫長(zhǎng)的時(shí)間和特定的降解條件，而且降解產(chǎn)物是二氧化碳與水，無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接快速循環(huán)利用，本質(zhì)上是一種碳排放過(guò)程，也是資源的浪費(fèi)。通過(guò)化學(xué)循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)聚乳酸的回收利用，提供了廢棄聚乳酸后處理的一種有效解決途徑。目前的研究大多是將廢棄聚乳酸轉(zhuǎn)化為乳酸烷基酯，但是通過(guò)這一過(guò)程循環(huán)獲得高分子量聚乳酸材料，需要將乳酸烷基酯水解成乳酸、預(yù)聚成低聚物、二聚成丙交酯然后聚合獲得聚乳酸，這些方法雖然可行，但成本昂貴且效率低（如圖1所示）。
“因此，實(shí)現(xiàn)直接將廢棄聚乳酸材料轉(zhuǎn)化為新聚乳酸材料具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。”王慶剛說(shuō)。
聚乳酸循環(huán)策略
近日，王慶剛帶領(lǐng)的催化聚合與工程研究組以“聚合物到聚合物”的方式成功實(shí)現(xiàn)了聚乳酸廢棄物到新聚乳酸材料的循環(huán)再利用過(guò)程（如圖2所示）。該策略的反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少，減少了完全重新生產(chǎn)聚乳酸的原料消耗，最大程度的提高了聚乳酸的回收再利用效率。
“在再聚合過(guò)程中，通過(guò)加入不同類型單體可以獲得性質(zhì)各異的最終材料?！睏钊懔毡硎?，該成果為聚乳酸的循環(huán)提供了一種新的解決思路，促進(jìn)了可持續(xù)社會(huì)的發(fā)展。該策略不僅在化學(xué)回收方面有效，在聚合物的改性和合成方面都具有廣闊的發(fā)展前景。
聚乳酸降解再聚合化學(xué)循環(huán)策略
（圖/ 楊茹琳 徐廣強(qiáng)）
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