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四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì) Angew VIP論文：PET化學(xué)升級(jí)回收制備抗紫外新材料
2023-12-11  來源：高分子科技

  高分子材料被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)，全球年產(chǎn)量高達(dá)5億噸，但其廢棄后主要被填埋、焚燒或直接丟棄于環(huán)境中，造成了嚴(yán)峻的環(huán)境問題和資源浪費(fèi)。化學(xué)回收通過將聚合物轉(zhuǎn)化為原料單體、液體燃油或高值化學(xué)品以實(shí)現(xiàn)高分子材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用前景廣闊，但由于深度解聚至小分子水平，該方法仍面臨反應(yīng)周期長(zhǎng)、溶劑消耗大、反應(yīng)選擇性差、分子產(chǎn)物分離純化困難等難題。因此，亟待開發(fā)高效綠色的高分子化學(xué)循環(huán)與升級(jí)回收技術(shù)。



  四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)在廢舊高分子材料的化學(xué)回收領(lǐng)域開展了二十多年研究，提出了以制備高附加值化學(xué)品或功能材料為導(dǎo)向的化學(xué)升級(jí)回收新思路，研究涵蓋了聚烯烴、聚酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等量大面廣的熱塑性及熱固性高分子材料。近期，他們提出了一種綠色無溶劑的廢舊PET化學(xué)升級(jí)回收制備抗紫外功能材料的新策略，即反應(yīng)型二苯乙炔功能單體通過微醇解和再聚合的一鍋酯交換反應(yīng)原位共聚到廢舊PET的大分子鏈中。二苯乙炔基團(tuán)吸收短波高能紫外線，然后釋放長(zhǎng)波低能熒光；同時(shí)，紫外線誘導(dǎo)的二苯乙炔基團(tuán)之間的化學(xué)光交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生擴(kuò)展的π-共軛體系，導(dǎo)致紫外線吸收帶發(fā)生紅移（由于HOMO-LUMO間隙減少）并形成PET鏈之間的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)（增加了鏈間相互作用力）。因此，隨著高強(qiáng)度紫外線輻射時(shí)間的增加，升級(jí)回收PET表現(xiàn)出“反向增強(qiáng)”（即不降反升）的抗紫外線能力和拉伸強(qiáng)度，突破了傳統(tǒng)高分子材料在長(zhǎng)時(shí)間紫外線照射下不可避免的發(fā)生光降解和性能下降的難題。


圖1. 二苯乙炔官能團(tuán)的雙重光響應(yīng) 


圖2. 廢舊PET的原位化學(xué)升級(jí)回收與抗紫外性能 


圖3. 升級(jí)回收PET的雙重光響應(yīng)及防偽應(yīng)用


圖4 本工作的設(shè)計(jì)思路圖


  該工作以“Dual Photo-Responsive Diphenylacetylene Enables PET In-Situ Upcycling with Reverse Enhanced UV-Resistance and Strength”為題發(fā)表在《Angew Chem Int Ed》（2023, e202314448），并被遴選為VIP論文（Very Important Paper）。第一作者為四川大學(xué)環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室的碩士研究生范麗霞，通訊作者為陳琳研究員和王玉忠院士。相關(guān)研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFB3700203）和111計(jì)劃（B20001）等資助。

 

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202314448

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（責(zé)任編輯：xu）
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