大量高分子材料廢棄后不當處置造成嚴重的生態環境污染和資源浪費。近年來,通過單體結構設計,發展新型高性能可回收聚合物,構建“單體-聚合物-單體”的閉環生命周期,被認為是解決上述問題的有效手段之一。四川大學朱劍波教授團隊長期致力于開發新型可循環、高性能高分子材料(Acta Chim. Sinica 2022, 80, 1165–1182; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20591–20597; ACS Macro Lett. 2022, 11, 173–178; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202117639;Nat. Commun 2023, 14, 3198;Sci. China Chem. 2023, 66, 251-258 )。基于以上研究成果,朱劍波教授團隊設計了一類具有軸手性的苯并七元環內酯,通過引入雙甲基,提高其扭轉張力,成功實現了其開環聚合反應,所得聚合物可以完全解聚為單體,實現循環利用。
圖1 軸手性苯并七元環內酯單體的設計
圖4 聚合物的解聚和回收單體的再聚合
最后,作者對P(Me-DBO)進行了溶液降解和本體熱降解。其中,溶液降解聚合物核磁轉化率高達96%,本體熱降解以91%的產率回收了單體,對單體再聚合,單體活性未損失。
綜上所述,作者設計了一類新的具有軸手性的單體,成功實現了單體的開環聚合和閉環回收。而通過對軸手性聚合物的立構復合,成功實現了聚合物從無定形到結晶的轉變,得到了高熔點的聚合物,極大提高了聚合物使用的上限溫度。該工作為閉環循環高分子材料的分子設計提供的新的研究思路,也帶來了對于立構復合現象進一步認識和思考。
文章鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202400196
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