塑料由于具備重量輕、成本低、韌性強(qiáng)和加工性能好等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于人類生活的各個方面。然而，塑料制品的廣泛使用導(dǎo)致每年產(chǎn)生數(shù)百萬噸的廢塑料垃圾。這些廢塑料垃圾通?？梢栽诃h(huán)境中存在幾個世紀(jì)而不發(fā)生降解。據(jù)報道：如果廢塑料問題得不到改善，到2050年，海洋中的塑料垃圾總質(zhì)量將超過海洋中魚的總質(zhì)量。另一方面，塑料在生命周期的每個階段都存在溫室氣體二氧化碳的排放。2020年，我國明確提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的重大“雙碳”戰(zhàn)略。因此，實現(xiàn)低碳塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為重點關(guān)注的問題。
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長期致力于可化學(xué)回收的高分子材料的研究，特別是大宗高分子材料產(chǎn)品的高值化循環(huán)利用方面取得了重要成果(ACS Sustainable Chem. Eng.,2020,8, 18347–18353; Macromolecules,2022,55, 1726–1735)。近期，該研究組以“Chemically recyclable polymer materials: polymerization and depolymerization cycles”為題在化學(xué)領(lǐng)域重要期刊Green Chemistry《綠色化學(xué)》上發(fā)表重要綜述。
圖1. 化學(xué)回收單體（CRM）概念
模仿自然界中的生物循環(huán)過程，“化學(xué)回收單體（CRM）”的新概念引起了高分子科學(xué)界的關(guān)注（圖1）。這個概念是設(shè)計和合成可化學(xué)回收的高分子材料。這些高分子材料可以回收到它們的起始單體或新的增值化學(xué)品。化學(xué)可回收高分子材料可以實現(xiàn)從傳統(tǒng)的“線性材料經(jīng)濟(jì)模式”到“循環(huán)材料經(jīng)濟(jì)模式”的轉(zhuǎn)變，為解決高分子材料的最終使用問題提供了契機(jī)，也為高分子材料的使用提供了可能的閉環(huán)方法（圖2）。因此，化學(xué)可回收高分子材料引起了廣泛的研究興趣，它們在綠色化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。該綜述論文全面總結(jié)了可化學(xué)回收高分子材料領(lǐng)域的最新研究成果，論述了該領(lǐng)域的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀，以及今后可能發(fā)展的方向和趨勢，為可化學(xué)回收高分子材料領(lǐng)域的研究發(fā)展提供理論指導(dǎo)。
圖2. 可化學(xué)回收材料
催化聚合與工程研究組徐廣強(qiáng)副研究員為該論文第一作者，王慶剛研究員為該論文的通訊作者。該工作獲得了國家自然科學(xué)基金、山東省人才工程基金等項目的支持。
G. Xu and Q. Wang, Chemically recyclable polymer materials: polymerization and depolymerization cycles, Green Chem., 2022, DOI: 10.1039/D1GC03901F.
