中科院青島能源所王慶剛研究員帶領(lǐng)的催化聚合與工程研究組發(fā)展了一種應(yīng)用于內(nèi)酯可控聚合和聚酯高效解聚的催化體系。催化劑采用無(wú)毒且生物相容性好金屬鋅試劑,使得聚酯生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品更加綠色環(huán)保。在醇類引發(fā)劑的參與下,該催化聚合體系對(duì)包括丙交酯、己內(nèi)酯、戊內(nèi)酯等各種不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)酯單體均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化聚合活性,獲得結(jié)構(gòu)及性能各異的聚酯材料。
非常有趣的是,在研究聚酯材料的微觀結(jié)構(gòu)過(guò)程中,研究人員發(fā)現(xiàn)了部分“鏈轉(zhuǎn)移”的聚酯產(chǎn)物,表明該催化劑同樣具有催化解聚的功能。他們通過(guò)改變反應(yīng)條件,利用該催化劑在溫和條件下即可實(shí)現(xiàn)聚酯材料的高效解聚,獲得高附加值的有機(jī)小分子,從而實(shí)現(xiàn)廢棄聚合物的循環(huán)利用。該成果使用同一催化劑既能實(shí)現(xiàn)可控聚合獲得聚酯材料,也可以通過(guò)高效解聚實(shí)現(xiàn)廢棄聚酯材料到小分子化合物,從而實(shí)現(xiàn)真正的綠色循環(huán)過(guò)程,更好契合了可持續(xù)發(fā)展原則。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),可降解的綠色功能材料成為社會(huì)發(fā)展的迫切需求,也是科學(xué)研究的前沿和重點(diǎn)。由內(nèi)酯單體開(kāi)環(huán)聚合制備的脂肪族聚酯材料(例如聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基脂肪酸等)具有良好的生物相容性和生物降解性,且物理機(jī)械性能等可與石油基塑料相媲美,成為理想的替代材料。
同時(shí),為進(jìn)一步滿足綠色循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的需求,廢棄聚酯材料的再利用問(wèn)題也得到了廣泛關(guān)注。聚酯塑料作為可降解材料,雖然可以自然降解為二氧化碳和水,但通常需要一定的環(huán)境條件且耗時(shí)較長(zhǎng)。通過(guò)高效催化解聚技術(shù)使廢棄聚酯轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)品,從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的綠色可降解材料循環(huán)利用,具有極為重要的研究?jī)r(jià)值與應(yīng)用前景。