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  近年來，為了避免石油基聚合物帶來的“白色污染”，可化學循環聚合物得到了快速發展，大量的可化學循環熱塑性塑料被開發出來，然而，完全可化學循環的熱塑性彈性體（TPE）的研究仍處于空白。隨著TPE市場規模的大幅增長，為了避免塑料污染問題的再次發生，迫切需要設計具有完全化學可回收性的TPE，然而，這需要面臨以下三方面的挑戰：1）產生的新型可化學循環TPE需要與商品化TPE性能相當；2）產生的新型可化學循環TPE能選擇性地完全解聚為純凈的聚合前體；3）建立有效的聚合方法直接轉化回收（避免額外的分離純化）的單體混合物為新的、性能優于原TPE的可化學循環TPE。

  近日，大連理工大學徐鐵齊教授團隊，利用生物質來源的δ-戊內酯（δVL）及其衍生物α-烷基-δ-戊內酯（α^RVL）構建了一系列表現出典型熱塑性彈性體行為的聚酯基三嵌段共聚物（tri-BCPs）（圖1）。其不僅具有完全的化學可回收性，而且具有優異的力學性能，拉伸試驗表明，其具有優異的斷裂伸長率（1041 ± 20 %），出色的拉伸應力（29.7 ± 1.9 MPa）以及優異的韌性（135 ± 8.2 MJ m^-3），其韌性比商業聚烯烴基TPE高2.5-3.8倍（圖2）。

圖2.PVL-b-Pα^MeVL-b-PVL tri-BCPs的力學性能。

圖4. 在不同放大倍數下tri-BCP薄膜表面的AFM圖像

  這項研究實現了熱塑性彈性體的完全可回收性和優異力學性能的統一，從tri-BCP到 penta-BCP的轉化為構建可完全化學循環熱塑性彈性體材料提供了新思路。該工作以“Fully recyclable and tough thermoplastic elastomers from simple bio-sourced δ-valerolactones”為題發表在《Nature Communications》上。文章第一作者是大連理工大學馬凱博士。該研究得到國家自然科學基金委的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52229-1

  下載：Fully recyclable and tough thermoplastic elastomers from simple bio-sourced δ-valerolactones