聚烯烃是生产和应用最广泛的石油基塑料之一，应用于日常生活的各个领域。然而，其大量生产和使用，加上缺乏有效的回收处置方案，对全球资源和环境造成了重大挑战。从可再生资源制备生物基高分子材料为缓解化石燃料的枯竭和环境污染提供了一个可持续方案。目前虽已开展多种生物基高分子材料的研究，但与聚烯烃等石油基塑料相比，现有生物基高分子材料的力学、耐热和加工性能等仍不满足实际应用需求，且增强其综合性能的同时往往会提升其循环回收难度，在平衡生物基高分子材料的高性能化与易回收性方面仍存在挑战。因此，为促进社会的可持续发展，迫切需要通过分子结构设计制备高性能可化学回收的类聚烯烃生物基聚酯材料。
近期，四川大学汪秀丽教授团队提出了一种通过将不同刚性/柔性功能结构整合到聚合物分子链中，制备高性能可化学回收的类聚烯烃生物基聚酯材料的新策略（图1）。该材料表现出优异的力学性能（40.6 MPa，498.4%）、气体阻隔性能（O2 0.09 barrer，H2O 1.70×10-13 g cm cm-2 s-1 Pa-1）、透明性和耐溶剂性能（图2、图3），优于多数聚烯烃和类聚烯烃材料。在不添加额外有机溶剂的情况下，该材料可回收得到高产率（92.0%）和高纯度（98.3%）的原始聚合单体。即使该材料与聚烯烃混合，也能实现化学回收分离。再聚合材料仍保持了优异力学性能和热性能（图4）。同时，该材料还具有优异生物相容性和加工性（熔融纺丝和3D打印等），可应用于一次性制品和包装材料等领域（图5）。这项工作从生物基单体的化学结构设计出发，制备了兼具高性能和可化学回收的类聚烯烃生物基聚酯材料，为设计开发综合性能优异的可持续类聚烯烃材料提供了新思路。
图1.类聚烯烃生物基聚酯材料的设计、性能及应用示意图
图2. 类聚烯烃生物基聚酯材料的力学性能、透明性和生物相容性
图3. 类聚烯烃生物基聚酯材料的气体阻隔性能和耐溶剂性
图4. 类聚烯烃生物基聚酯材料的循环回收利用
图5. 类聚烯烃生物基聚酯材料应用与加工
本工作以“High-Performance Chemically Recyclable Multifunctional Polyolefin-Like Biomass-Derived Polyester Materials”为题，发表在《Materials Horizons》上。论文第一作者为四川大学博士生李郑明，通讯作者为四川大学李兴亮博士与汪秀丽教授。该研究得到了国家自然科学基金(22275131, 52103122, 52403014)的支持。
原文链接：
https://doi.org/10.1039/d4mh01203h
四川大学陈琳研究员/汪秀丽教授团队 Mater. Horiz.：可化学回收、高透明的阻燃聚碳酸酯
四川大学汪秀丽教授团队 Macromolecules：采用柔性结构也能增强树脂机械性能？- 范德华相互作用对树脂机械性能的影响
四川大学汪秀丽/宋飞教授团队《Matter》：仰泳蝽启发的海水淡化与波浪能收集智能潜水器件
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[email protected]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
