热塑性弹性体(Thermoplastic elastomers, TPEs)兼具橡胶高弹性与塑料易加工性,广泛应用于电子、医疗、航空航天等领域,2023年全球市场规模达251.5亿美元,且持续高速增长。但目前商用TPEs多以石油基原料制备,其碳-碳主链稳定难降解,带来严重的资源与环境问题。开发原料绿色、性能优异、可化学回收的新型TPEs,成为突破行业发展瓶颈的关键。
近年来,可化学循环TPE材料引发人们的广泛关注。这类材料在使用后可在特定条件下解聚得到单体,单体可重新用于聚合制备TPE,从而实现“聚合物-单体-聚合物”的闭合循环。但目前报道的可化学循环TPE材料仍然存在回收效率低、回收单体分离纯化复杂,材料性能难以满足实际应用需求等。
针对上述挑战,青岛科技大学沈勇/李志波团队提出一种新型高性能可闭环回收TPEs。该材料选用生物基β-甲基-δ-戊内酯(βMVL)和对二氧环己酮(PDO)为单体,通过一锅法顺序开环共聚制备,材料展现出优异的综合性能的同时,可以实现高效的闭环回收。
该方法相较于传统的柱层析分离回收策略,该方法操作简便、能耗低,更适合工业化放大生产。
相关成果以“High-Performance and Closed-Loop Recyclable Thermoplastic Elastomers from Sequential Ring-Opening Copolymerization of Biobased β-Methyl-δ-valerolactone andp-Dioxanone”为题发表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上。青岛科技大学博士研究生王丽颖为论文第一作者,青岛科技大学沈勇教授、李志波教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家青年科学基金(B类)和山东省泰山学者项目的资助。
来源:青岛科技大学