聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在2021年以2400萬噸的產量占據(jù)了聚酯塑料最大的商業(yè)市場份額,在所有塑料制品中也僅次于聚乙烯和聚丙烯(PET約占塑料市場總量的6.2%)。然而,由于其具有包含苯環(huán)結構的高規(guī)整性和強疏水性導致其在自然界中數(shù)百年內不可降解。目前學術界和產業(yè)界已經提出了多種處理廢棄PET的策略,包括機械回收、化學回收和生物技術降解。然而,大多數(shù)國家的PET回收率仍低于30%,這意味著超過一半的PET廢塑料最終進入環(huán)境,對生態(tài)系統(tǒng)構成威脅。因此,開發(fā)更高效的廢棄PET升級轉化路徑更有利于塑料廢棄物的資源化利用和環(huán)境保護。
近日,北京大學化學與分子工程學院馬丁/王蒙/唐小燕合作報道了一種廢棄PET升級轉化的新策略。該工作通過部分氫化PET鏈中的芳香環(huán)(x)為脂肪環(huán)(y),實現(xiàn)了將廢棄的PET轉化為可降解聚酯(即共聚物),該聚酯稱為聚對苯二甲酸乙二醇-聚1,4-環(huán)己烷二甲酸乙二醇酯(PET-PECHD)。通過反應條件的優(yōu)化可以得到x/y組成范圍從100/0到0/100的聚酯,并且當x/y>87/13時,其分子量(Mw)能夠保持穩(wěn)定。
同時,當x/y大于87%時,PET-PECHD在熱穩(wěn)定性和機械強度方面與PET相當,并且其斷裂延伸率、韌性和阻隔性能得到顯著提高。最重要的是,PET-PECHD在酸性/堿性溶液和濕潤土壤中表現(xiàn)出優(yōu)異的降解性,表明其在可降解包裝材料上具有一定的應用潛力。
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