随着难降解、难回收的传统塑料带来的日益增长的环境、能源、健康问题，开发低成本可回收的聚合物材料、构建可持续发展的循环塑料经济已成为化学家迫切需要解决的共同挑战。近日，我校费林加诺贝尔科学家联合研究中心的曲大辉教授团队在利用硫辛酸动态材料构筑化学可回收聚合物方面取得重要研究进展,最新研究成果“Dual closed-loop chemical recycling of synthetic polymers by intrinsically reconfigurable poly(disulfides)” 发表于Matter上 (https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00014-X)。
在课题组前期关于硫辛酸动态聚合物工作的研究基础上(Sci. Adv. 2018, 4, eaat8192；JACS, 2019, 141, 12804-12814；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5278-5283)，研究人员进一步研究了聚硫辛酸的化学解聚和回收性能。研究人员发现，聚硫辛酸材料可以在稀氢氧化钠水溶液中完全分解为单体硫辛酸，解聚后的单体可以通过酸化沉淀来得以高产率回收，实现原始质量的单体回收。通过核磁、X射线粉末衍射、差式扫描量热仪、拉曼光谱共同确定了回收单体的化学纯度、结晶度、熔点等参数与原始单体的一致性。由于回收单体的高质量，再次聚合形成的聚合物具有完全恢复的机械性能。该工作进一步发掘了利用天然小分子硫辛酸构筑高性能、可回收的动态聚合物的巨大潜力，其材料制备和回收工艺的简易性、绿色性、材料性能的优异性、化学修饰的空间性都预示着这类独特的聚合物体系在多个领域的巨大应用价值。
该研究工作主要由张琦博士在曲大辉教授的指导下完成，并受到田禾院士和费林加院士的悉心指导。该工作得到了国家****科学基金、国家自然科学基金委重大项目、教育部材料生物学与动态化学前沿科学中心、基础科学中心、上海市重大科技专项等项目资金的支持。