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而對于聚合物或者vitrimer的可回收加工技術，由于材料在加工過程中不可避免地導致材料力學性能的下降，因此也不是塑料回收理想技術。綜上，聚合物的閉環回收則成為了可持續綠色聚合物的熱點話題。

聚合物的閉環回收技術是指將聚合通過一系類的化學反應使得聚合物重新降解為可以被利用的有價值的化工產品，而不是變為二氧化碳排放至大氣中，從而實現對碳元素的固定和有效再利用。在一類技術中，聚合物材料既可以通過化學反應解聚為單體，也可以解聚為其他高附加價值的化工產品，從而實現對廢物的有效利用。

由于該技術可以實現對碳元素的有效利用，因此也受到了學界的關注。已經有一系列相關論文報道了一些高效地聚合物回收技術。分別在2月16日、23日，登上了Science, Nature Catalysis。著實有些火！

本周，僅3月2日，一天上線2篇大子刊，還是關于聚合物回收。分別是由伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Steven C. Zimmerman團隊發表在Nature Chemistry 上的“End-of-life upcycling of polyurethanes using a room temperature, mechanism-based degradation”和北京大學馬丁、王蒙團隊在Nature Sustainability上的“Valorization of waste biodegradable polyester for methyl methacrylate production”

Steven C. Zimmerman團隊關于聚氨酯閉環回收研究

聚氨酯材料易于通過多功能醇和異氰酸單體的加聚聚合合成，以及其優越的材料性能，聚氨酯取得了廣泛商業成功。聚氨酯被用于多種消費品，從耐用的泡沫、橡膠和粘合劑到硬塑料和涂料。聚氨酯鏈段的高穩定性在材料的使用壽命內提供了出色的耐用性，但也使得聚氨酯回收的能耗過高，使得聚氨酯廢物經常最終進入垃圾填埋場，對環境造成危害。

聚氨酯難回收的原因主要有兩個。第一，聚氨酯的氨基甲酸酯鍵過于穩定，使得催化降解反應的溫度過高。第二，由于大多數聚氨酯的疏水性，使得具有可水解基團聚氨酯的水解過程難以進行。

在這篇文章中，Steven C. Zimmerman團隊報道了一種降解聚合物的機制，稱為環化觸發的鏈裂解（捕獲裂解）。他們將一個簡單的基于甘油的無環縮醛單元引入至聚氨酯的主鏈上。這種基于甘油的無環縮醛單元在有機酸的作用下可以實現在室溫下的降解。但是由于聚氨酯的疏水性，常規的無機酸無法實現該聚合物的降解。在有機酸的誘導作用下，主鏈瞬時鏈斷裂，形成氧羰離子和隨后的分子內環化，這就可以實現在室溫下完全解聚聚合物主鏈。該文還展示了降解產物可以通過最小的化學改性，可以重新用于強粘合劑和光致變色涂層，顯示了閉環循環利用的潛力。

北大馬丁/王蒙團隊關于聚酯聚合物向丙烯酸甲酯轉化研究

在可生物降解聚合物中，包括聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）和聚己內酯（PCL）在內的脂肪族聚酯是具有最大的市場份額的，由于這些聚酯具有優異的加工性能、耐久性和機械性能，近年來在全球范圍內受到越來越多的關注。但是這些聚合物在降解后的最終產物都是二氧化碳，這無疑增加了大氣的碳排放。已經有大量文獻提出了各種化學回收方法來處理用過的聚酯，如對于PLA，最常用的方法是將聚酯水解和醇解成單體，可以重新用于聚酯合成。但是除了這種聚酯的閉環回收外，另一個有吸引力的途徑是將廢聚酯用作碳源，并將其轉化為增值化學品或其他關鍵單體。

在這篇文章中，馬丁、王蒙團隊提出了一種新的聚酯聚合物的回收方案，可以實現聚合物直接轉化為甲基丙烯酸甲酯（MMA）這一具有高附加價值的化工原料。他們設計了一個兩步催化過程轉化廢物可降解聚乳酸轉化為MMA。第一步是以PLA和甲醇為原料的PLA到丙酸甲酯（MP）的催化轉化過程，在甲醇溶液中，通過220°C下α-MoC催化劑，PLA到丙酸甲酯的轉化率為99%，對MP的選擇性為98%。第二步是在催化作用下將MP轉化為MMA，該過程實現的轉化率為81%。

值得一提的是整個過程中不需要向反應體系中注入氫氣氣體，大大提升了反應的安全性。與傳統的單體回收工藝相比，該方法為在相對溫和的條件下可以在高轉化率和高選擇性的情況下生產高價化學物質。文中通過實驗還驗證了聚乙醇酸（PGA）和聚己內酯（PCL）也可以實現類似的轉化。這種循環生物可降解聚酯的方法不僅可以激發多種廢塑料的上循環工藝的發展，而且也證明了利用塑料廢料作為碳資源生產高價值產品以實現可持續的循環經濟的可行性。