近年來,為了避免石油基聚合物帶來的“白色污染”,可化學(xué)循環(huán)聚合物得到了快速發(fā)展,大量的可化學(xué)循環(huán)熱塑性塑料被開發(fā)出來,然而,完全可化學(xué)循環(huán)的熱塑性彈性體(TPE)的研究仍處于空白。隨著TPE市場規(guī)模的大幅增長,為了避免塑料污染問題的再次發(fā)生,迫切需要設(shè)計(jì)具有完全化學(xué)可回收性的TPE,然而,這需要面臨以下三方面的挑戰(zhàn):1)產(chǎn)生的新型可化學(xué)循環(huán)TPE需要與商品化TPE性能相當(dāng);2)產(chǎn)生的新型可化學(xué)循環(huán)TPE能選擇性地完全解聚為純凈的聚合前體;3)建立有效的聚合方法直接轉(zhuǎn)化回收(避免額外的分離純化)的單體混合物為新的、性能優(yōu)于原TPE的可化學(xué)循環(huán)TPE。
近日,大連理工大學(xué)徐鐵齊教授團(tuán)隊(duì),利用生物質(zhì)來源的δ-戊內(nèi)酯(δVL)及其衍生物α-烷基-δ-戊內(nèi)酯(αRVL)構(gòu)建了一系列表現(xiàn)出典型熱塑性彈性體行為的聚酯基三嵌段共聚物(tri-BCPs)(圖1)。其不僅具有完全的化學(xué)可回收性,而且具有優(yōu)異的力學(xué)性能,拉伸試驗(yàn)表明,其具有優(yōu)異的斷裂伸長率(1041 ± 20 %),出色的拉伸應(yīng)力(29.7 ± 1.9 MPa)以及優(yōu)異的韌性(135 ± 8.2 MJ m-3),其韌性比商業(yè)聚烯烴基TPE高2.5-3.8倍(圖2)。
圖2.PVL-b-PαMeVL-b-PVL tri-BCPs的力學(xué)性能。
圖4. 在不同放大倍數(shù)下tri-BCP薄膜表面的AFM圖像
這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了熱塑性彈性體的完全可回收性和優(yōu)異力學(xué)性能的統(tǒng)一,從tri-BCP到 penta-BCP的轉(zhuǎn)化為構(gòu)建可完全化學(xué)循環(huán)熱塑性彈性體材料提供了新思路。該工作以“Fully recyclable and tough thermoplastic elastomers from simple bio-sourced δ-valerolactones”為題發(fā)表在《Nature Communications》上。文章第一作者是大連理工大學(xué)馬凱博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-52229-1
下載:Fully recyclable and tough thermoplastic elastomers from simple bio-sourced δ-valerolactones
- 廣西大學(xué)林寶鳳教授 IJBM:XSBR介導(dǎo)的生物質(zhì)聚合物 - 一種解決天然多糖基薄膜低韌性和高親水性的新策略及在食品包裝中的應(yīng)用 2025-06-23
- 華南理工鄭大鋒教授、廣東工大邱學(xué)青教授團(tuán)隊(duì) ACS Nano:多功能全生物質(zhì)雙層氣凝膠用于高效太陽能驅(qū)動(dòng)海水淡化和熱電生產(chǎn) 2025-05-30
- 華南理工付良兵教授 Angew:生物質(zhì)來源的功能聚縮醛可控合成及性能調(diào)控 2025-05-06
- 四川大學(xué)朱劍波教授團(tuán)隊(duì) JACS:超強(qiáng)超韌熱塑性彈性體設(shè)計(jì)與合成 2025-02-26
- 青科大沈勇/李志波團(tuán)隊(duì) AFM:生物基β-甲基-δ-戊內(nèi)酯與δ-戊內(nèi)酯順序開環(huán)共聚制備高韌性、可閉環(huán)回收的熱塑性彈性體 2025-02-13
- 吉大孫俊奇教授團(tuán)隊(duì) Macromolecules:基于“剛?cè)嵯酀?jì)”微相分離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備兼具耐低溫與耐高溫性能的高強(qiáng)度熱塑性彈性體 2025-01-22
- 蔡秋泉課題組 Adv. Mater.:廢舊芳香族聚酯升級(jí)回收新策略及在100L反應(yīng)釜內(nèi)成功應(yīng)用 2025-06-08