华东理工大学团队，实现无溶剂、无催化剂的塑料闭环回收！

2025-11-07 09:34:55 来源：生物塑料研究院阅读量：824 评论

　　塑料污染治理已成为全球可持续发展的核心议题，而兼顾塑料“高强度”与“易回收”特性，是材料化学领域长期未决的挑战。传统塑料因“热力学陷阱”难以化学回收，近平衡聚合物虽可回收却存在聚合效率低、溶剂能耗大等问题。

　　2025年11月，华东理工大学张琦教授、曲大辉教授与荷兰格罗宁根大学诺奖得主Ben L. Feringa教授合作，在《Nature Nanotechnology》发表重磅研究，提出“超分子化学回收”全新概念，为该难题提供了突破性解决方案。

　　该研究的核心创新在于利用侧链氢键自组装与主链动态二硫键的协同平衡，实现聚合物—单体的可逆转化。研究团队发现，硫辛酰胺类似物(TAA)晶体中，一级酰胺基团形成的致密氢键网络会隔离1,2-二硫戊环，阻断聚合必需的硫-硫交换路径。为打破这一“封印”，团队筛选甲酸(FA)作为可挥发氢键竞争剂，通过“溶解-去溶剂”两步法，室温真空条件下即可制备出纳米晶聚(TAA)(Nc-poly(TAA))薄膜。

　　Nc-poly(TAA)呈弹性体特征，拉伸模量达235 MPa，玻璃化转变温度仅24.5 °C。将其在120 °C退火2小时后，链段重排形成半晶态聚硫辛酰胺(TAA)(Sc-poly(TAA))，构建出“二维氢键+一维共价”的杂化骨架。经表征，Sc-poly(TAA)杨氏模量达3.87 GPa、硬度0.14 GPa，与尼龙6相当，远超高密度聚乙烯，且在80%高湿环境下性能无衰减，蠕变速率显著低于非晶版本，具备工程塑料级的稳健性与耐久性。

　　该技术最引人注目的是无溶剂、无催化剂的闭环回收能力。将Sc-poly(TAA)碎片置于120 °C热台，24小时内即可崩解为黄色片状微晶，回收单体化学纯度超90%，产率近100%。以回收单体重新聚合，二次材料的力学与结构性能与初代完全一致，实现“原厂级”闭环再生。

　　生命周期评估显示，该超分子无溶剂路线每回收1 kg单体仅排放0.36 kg CO₂，碳足迹仅为传统溶剂法的1/180，绿色环保优势显著。这一策略首次将超分子自组装作为高性能塑料闭环回收的驱动力，摆脱了对单体精细“近平衡”结构或高能耗溶剂的依赖。

　　未来，研究团队将进一步拓展超分子工具箱，优化非共价与动态共价的协同作用，推动技术工业放大。随着可再生电力与热集成技术的应用，这一“热触发-自解聚”模式有望将塑料废弃物直接转化为高值单体，开启循环塑料的“超分子时代”。

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