塑料制品在人們的日常生活中已經成為了不可或缺的一部分,應用極為廣泛。但每年產生的數百萬噸塑料垃圾給人類的生存和發展帶來了諸多隱患。塑料的可持續發展是解決塑料污染問題的必要手段。因此,急需發展新方法實現從傳統的“線性材料經濟模式”到“循環材料經濟模式”轉變的閉環循環使用。
近日,青島科技大學高分子學院孫洪廣課題組聯合青島能源所王慶剛研究員,以聚酯塑料為研究對象,通過化學方法,將聚酯塑料降解為初始聚合單體或增值化學品,降解產物再聚合形成原始材料或其它高端材料,實現塑料的閉環循環利用方面開展了系列研究工作。相關研究取得了新進展:
成果一:以“Catalyst-free amino-alcoholysis depolymerization strategy: a facile and powerful tool for chemical recycling of poly(bisphenol A carbonate)”為題目,發表在化學Top期刊Green Chemistry。該研究提出了一種不添加催化劑降解BPA-PC的新方法,以胺醇為降解試劑,實現了BPA-PC的高效升級回收得到聚合單體BPA和高附加值產物2-噁唑烷酮(如圖1所示),此外,利用回收單體BPA再次聚合得到BPA-PC,形成BPA-PC材料化學回收的閉環循環。高分子學院碩士研究生周先悅、柴茂青為論文的共同第一作者,孫洪廣為第一通訊作者,青島科技大學為第一通訊單位。
成果二:以“Chemical upcycling of poly(lactide) plastic waste to lactate ester, lactide, and new poly(lactide) under Mg-catalysis condition”為題目,發表在化學Top期刊Chinese Chemical Letters。該研究通過使用雙(雙三甲基硅基)胺鎂[Mg(HMDS)2]作為催化劑,將廢棄聚丙交酯(PLA)塑料降解為丙交酯、乳酸酯,利用一種新的“解聚-再聚合”策略合成新的聚丙交酯聚合物(如圖2所示),實現了聚丙交酯(PLA)塑料的化學閉環循環利用。高分子學院碩士研究生周先悅、劉秋陽為論文的共同第一作者,孫洪廣為第一通訊作者,青島科技大學為第一通訊單位。
成果三:以“Closed-loop chemical recycling of poly(ε-caprolactone) by tuning reaction parameters”為題目,發表在Polymer Chemistry期刊。該研究首次報道了以雙(雙三甲基硅基)胺鎂[Mg(HMDS)2]作為催化劑,實現“ε-CL到PCL再到ε-CL”的聚合單體閉環循環和“PCL到ε-CL再到PCL”的聚合物閉環循環過程(如圖3所示),建立了商業醫用材料PCL的循環生命周期。高分子學院碩士研究生蘇家豐為論文的第一作者,孫洪廣為第一通訊作者,青島科技大學為第一通訊單位。
以上研究工作均獲得了國家自然科學基金、山東省泰山學者等項目的支持。
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