該技術(shù)的關(guān)鍵在于，在再聚合過程中，可以添加不同類型的單體，從而獲得具有不同性能的最終材料。該成果為聚乳酸的回收利用提供了新的解決方案，在聚合物的改性與合成方面具有發(fā)展前景。

——中國科學院青島生物能源與過程研究所王慶剛研究

◎記者 王建高 通訊員 劉佳 徐光強

2月16日，記者從中科院青島生物能源與過程研究所獲悉，該所王慶剛研究員領(lǐng)銜的催化聚合與工程研究組制定了聚合物降解化學循環(huán)升級新策略和再聚合。以“材料到聚合物”的方式，成功實現(xiàn)了聚乳酸廢料向聚乳酸新材料的循環(huán)利用過程。該成果近日發(fā)表在高分子領(lǐng)域的權(quán)威期刊Macromolecules上。研究所博士生楊儒林為該論文的第一作者。

王慶剛在接受科技日報記者采訪時表示，已發(fā)表論文的中文標題是采用“解聚和再聚合”的策略，以“聚合物到聚合物”的方式對聚乳酸廢塑料進行化學回收。目前，“一種鋅催化劑催化聚乳酸材料回收再利用的方法”等科研成果已申請發(fā)明專利。

解決廢舊聚乳酸材料后處理問題

“作為從典型的可再生原料（淀粉）衍生而來的高分子材料，聚乳酸正逐漸發(fā)展成為社會必需的基礎(chǔ)大宗材料，廢舊聚乳酸材料的后處理也備受關(guān)注?！蓖鯌c剛解釋說，近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高和國家“禁塑”、“雙碳”政策的不斷推進，可降解材料迎來了新的發(fā)展機遇。同時，用過的聚乳酸材料的后處理問題也引起了人們的關(guān)注。雖然聚乳酸可以在自然界中找到但該過程通常需要較長時間和特定的降解條件，且降解產(chǎn)物為二氧化碳和水，無法直接快速回收利用。降解本質(zhì)上是一個碳排放過程和資源浪費。通過化學回收實現(xiàn)聚乳酸的回收利用，為廢舊聚乳酸的后處理提供了有效的解決方案。目前的研究大多是將廢舊聚乳酸轉(zhuǎn)化為乳酸烷基酯，但要通過該工藝獲得高分子量的聚乳酸材料，需要將乳酸烷基酯水解成乳酸，預聚成低聚物，二聚成丙烯聚合以獲得聚乳酸，這些方法雖然可行，但成本高且效率低。

“因此，將廢舊聚乳酸材料直接轉(zhuǎn)化為新型聚乳酸材料具有重要的研究價值和應(yīng)用前景。”王慶剛說道。

以“聚合物到聚合物”的方式回收

隨著全國禁塑令的全面實施，以可再生原料淀粉為原料的聚乳酸材料及加工生產(chǎn)的各種可降解塑料制品已成為普通塑料的主要替代品。材料廢料的回收利用。

令人欣慰的是，王慶剛帶領(lǐng)的催化聚合與工程課題組以“聚合物對聚合物”的方式，成功實現(xiàn)了聚乳酸廢料再生為聚乳酸新材料的過程。

如何利用“解聚與再聚合”的策略，以“聚合物對聚合物”的方式實現(xiàn)聚乳酸廢塑料的化學回收？

王慶剛課題組的研究結(jié)果表明，在催化劑的催化下，聚乳酸聚合物鏈被醇可控降解為短鏈聚合物，通過調(diào)節(jié)降解后的短鏈聚合物的分子量來調(diào)節(jié)其分子量。酒精量。醇的引入使聚合物恢復了擴鏈活性，在加入丙交酯單體后，短鏈聚合物快速準確地再聚合到理論分子量，從而獲得新的高分分子量聚乳酸。該策略反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少，降低了完全再生聚乳酸的原料消耗，最大限度地提高了聚乳酸的回收利用效率。

王慶剛說，相對而言，現(xiàn)有的技術(shù)大部分是將聚乳酸廢料轉(zhuǎn)化為乳酸烷基酯，然后水解成乳酸，預聚成低聚物，二聚成丙交酯，最后聚合得到聚乳酸。昂貴且效率低下。因此，實現(xiàn)廢舊PLA材料直接轉(zhuǎn)化為PLA新材料具有可觀的應(yīng)用前景。

聚乳酸回收利用技術(shù)的關(guān)鍵在于，在再聚合過程中，通過添加不同類型的單體，可以得到具有不同性能的最終材料。王慶剛介紹，這一成果為聚乳酸的回收利用提供了新的解決方案。該技術(shù)在化學回收方面是有效的，并在聚合物的改性和合成中具有前景。

“該策略反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少，降低了完全再生聚乳酸的原料消耗，提高了聚乳酸的回收利用效率。在再聚合過程中，可以加入不同類型的單體，獲得不同的性能。”該成果為聚乳酸的回收利用提供了新的解決方案，該策略在化學回收方面是有效的，在聚合物的改性和合成方面具有發(fā)展前景。楊儒林說道。

來源：科技日報

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