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Nat Commun.:四川大學(xué)張帆教授和張剛研究員團(tuán)隊(duì)在廢棄商品聚合物升級(jí)回收領(lǐng)域取得新進(jìn)展

來(lái)源:四川大學(xué)      2025-03-18
導(dǎo)讀:近期,四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院張帆教授和分析測(cè)試中心張剛研究員團(tuán)隊(duì)在“廢棄塑料升級(jí)回收”研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展,相關(guān)研究成果以“Upcycling waste commodity polymers into high-performance polyarylate materials with direct utilization of capping agent impurities”為題發(fā)表在《Nat. Commun.》上。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)作為包裝、汽車(chē)等領(lǐng)域的核心材料,其綠色回收技術(shù)開(kāi)發(fā)已成為研究熱點(diǎn)。雖然廢棄PET/PC通過(guò)化學(xué)解聚制備單體和高值化學(xué)品的技術(shù)已獲突破,但現(xiàn)有工藝對(duì)含復(fù)雜添加劑的廢棄高分子材料仍缺乏有效的處理方案。這些與基體樹(shù)脂共存的添加劑(軟化劑、阻燃劑、著色劑等)不僅影響解聚反應(yīng)效率,更會(huì)污染再生單體產(chǎn)物,導(dǎo)致材料循環(huán)受阻。當(dāng)前研究多聚焦純樹(shù)脂高分子降解,往往忽視添加劑轉(zhuǎn)化難題,因此,開(kāi)發(fā)能同步處理高分子樹(shù)脂與添加劑的協(xié)同解聚技術(shù),實(shí)現(xiàn)全組分資源化利用,是突破塑料化學(xué)回收瓶頸的關(guān)鍵路徑。

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近日,四川大學(xué)張帆教授和張剛研究員團(tuán)隊(duì)合作,創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了一種廢棄PC與PET的協(xié)同回收與升級(jí)轉(zhuǎn)化技術(shù),成功制備出高性能透明工程塑料聚芳酯(PAR)。研究首先采用[TBDH]Ac離子液體催化劑體系,在相對(duì)溫和條件下通過(guò)甲醇解反應(yīng),將各類(lèi)廢舊PC塑料和PET塑料/織物轉(zhuǎn)化為純度98%的雙酚A(BPA)和99%的對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)。與傳統(tǒng)的通過(guò)額外純化工藝來(lái)制備高純度單體以進(jìn)行再聚合的方法不同,本研究進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出兩階段可控變溫界面聚合技術(shù),將回收的單體直接制備再生PAR(r-PAR),最大程度地減少了殘留雜質(zhì)對(duì)再聚合的不利影響。與商用PAR產(chǎn)品(U-100)相比,r-PAR具有出色的熱穩(wěn)定性、較高的機(jī)械強(qiáng)度和更好的熔體流動(dòng)性。

該回收技術(shù)支持規(guī)模放大,可用于制備具有優(yōu)異透明度、柔韌性、透光性和阻燃性的PAR薄膜材料。生命周期評(píng)估證實(shí),新工藝相對(duì)于目前傳統(tǒng)的廢棄高分子處理方法,可顯著降低全球升溫潛能值(至少降低26%)以及淡水生態(tài)毒性和人體毒性方面的環(huán)境影響。這項(xiàng)研究極大簡(jiǎn)化了廢棄PET和PC的化學(xué)循環(huán)和升級(jí)回收過(guò)程,從而降低了能耗并實(shí)現(xiàn)了利用廢棄商品聚合物大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高性能特種工程塑料。

因課題組發(fā)展需要,現(xiàn)誠(chéng)聘具有物理化學(xué)、催化,化學(xué)工程、高分子材料等相關(guān)研究背景的博士后和科研助理。感興趣的同學(xué)請(qǐng)將申請(qǐng)材料通過(guò)電子郵件發(fā)送至:fanzhang@scu.edu.cn  郵件主題請(qǐng)標(biāo)注“申請(qǐng)職位+姓名”,對(duì)符合要求并通過(guò)初審者,將會(huì)通知安排面試。

文獻(xiàn)詳情:

Upcycling waste commodity polymers into high-performance polyarylate materials with direct utilization of capping agent impurities
Cheng Li, Guangming Yan, Zhongwen Dong, Gang Zhang* and Fan Zhang*
Nat. Commun.2025
 https://www.nature.com/articles/s41467-025-57821-7

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