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青岛能源所发展出废弃聚乳酸塑料降解再聚合化学循环新策略

2022-01-28 青岛生物能源与过程研究所
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  聚乳酸作为典型可再生原料(淀粉)来源的高分子材料,正逐步发展成为社会所必需的基础性大宗材料,废弃聚乳酸材料的后处理问题也引起了关注。虽然聚乳酸可以在自然界中降解,但该过程通常需要较长时间和特定的降解条件,且其降解产物是二氧化碳与水,无法实现直接快速循环利用。通过化学循环的方式实现聚乳酸的回收利用,提供了废弃聚乳酸后处理的一种有效解决途径。当前研究大多是将废弃聚乳酸转化为乳酸烷基酯,但是通过该过程循环获得高分子量聚乳酸材料,需要将乳酸烷基酯水解成乳酸,预聚成低聚物、二聚成丙交酯,然后聚合获得聚乳酸,成本贵且效率低(图1)。因此,实现直接将废弃聚乳酸材料转化为新聚乳酸材料具有研究价值和应用前景。

  近日,中国科学院青岛能源研究所研究员王庆刚带领的催化聚合与工程研究组发展出聚合物降解再聚合的升级化学循环新策略(“DE-RE polymerization” strategy),以“聚合物到聚合物”方式实现了聚乳酸废弃物到新聚乳酸材料的循环再利用过程(图2)。该策略反应条件温和,副反应少,减少了完全重新生产聚乳酸的原料消耗,提高了聚乳酸的回收再利用效率。在再聚合过程中,通过加入不同类型单体可以获得性质各异的最终材料。该成果为聚乳酸循环提供了新的解决思路。该策略在化学回收方面有效,并在聚合物的改性和合成方面具有发展前景。

  相关研究成果以A “polymer to polymer” chemical recycling of PLA plastics by “DE-RE polymerization” strategy为题,发表在Macromolecules上,并已经申请发明专利。研究工作得到国家自然科学基金、山东省人才工程基金等的支持

图1.聚乳酸循环策略

图2.聚乳酸降解再聚合化学循环策略
打印 责任编辑:阎芳

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