锌催化剂有回收废塑料的新思路

该技术的关键在于，在再聚合过程中，可以加入不同类型的单体，以获得不同性能的最终材料。该成果为聚乳酸的回收利用提供了新的解决方案，在聚合物改性和合成方面具有发展前景。  

2月16日，记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉，该所王庆刚研究员带领的催化聚合与工程研究组开发了聚合物降解与再聚合化学循环升级新策略，成功实现了聚乳酸废弃物由“聚合物到聚合物”向聚乳酸新材料的循环利用过程。该成果近日发表在高分子领域的权威期刊《大分子》(大分子)上。该所博士生杨儒林是论文的第一作者。

王庆刚在接受科技日报记者采访时表示，此次发表的论文中文标题是“聚合物对聚合物”策略化学回收聚乳酸废塑料。目前“一种锌催化剂催化聚乳酸材料回收的方法”等部分科研成果已申请发明专利。

解决废弃聚乳酸材料的后处理问题

“聚乳酸作为典型的可再生原料(淀粉)的高分子材料，正逐渐发展成为社会必需的基础大宗材料，废弃聚乳酸材料的后处理也引起了关注。”王庆刚解释说，近年来，随着人们环保意识的不断提高，以及国家“禁塑令”和“双碳”政策的不断推进，可降解材料迎来了新的发展机遇。与此同时，人们关注废旧聚乳酸材料的后处理。虽然聚乳酸在自然界是可以降解的，但是这个过程通常需要较长的时间和特定的降解条件，降解产物是二氧化碳和水，不能直接快速回收。其降解本质上是一个碳排放过程，是一种资源浪费。聚乳酸的化学回收为废弃聚乳酸的后处理提供了有效的解决方案。目前的研究大多是将废弃的聚乳酸转化为乳酸烷基酯。然而，为了通过该方法获得高分子量的聚乳酸材料，必须将乳酸烷基酯水解成乳酸，将其预聚合成低聚物，将其二聚成丙交酯，然后将其聚合以获得聚乳酸。虽然这些方法是可行的，但是它们是昂贵且低效的。

“因此，将废弃的聚乳酸材料直接转化为新的聚乳酸材料具有重要的研究价值和应用前景。”王庆刚说。

以“聚合物对聚合物”的方式重复使用

随着全国各地全面实施禁塑令，由可再生原料淀粉制成的聚乳酸材料及其加工生产的各种可降解塑料制品成为普通塑料的主要替代品，大量废弃聚乳酸材料正在被回收利用。

可喜的是，王庆刚带领的催化聚合与工程研究组成功实现了聚乳酸废弃物由“聚合物到聚合物”的循环利用到聚乳酸新材料的过程。

如何利用“解聚再聚合”的策略，以“聚合物对聚合物”的方式实现聚乳酸废塑料的化学回收？

王庆刚课题组的研究结果表明，在催化剂的催化作用下，聚乳酸聚合物链可以被醇可控降解为短链聚合物，并且降解的短链聚合物的分子量可以通过调节醇的量来控制。醇的引入使聚合物恢复了扩链活性。加入丙交酯单体后，短链聚合物快速准确地重新聚合到理论分子量，从而得到新的高分子量聚乳酸。该策略反应条件温和，副反应少，降低了完全再生聚乳酸的原料消耗，最大程度地提高了聚乳酸的回收效率。

王庆刚说，相对而言，现有技术大多是将聚乳酸废料转化为乳酸烷基酯，再水解成乳酸，预聚成低聚物，二聚成丙交酯，最后聚合得到聚乳酸，成本高，效率低。因此，实现将废弃的聚乳酸材料直接转化为新的聚乳酸材料具有可观的应用前景。

聚乳酸回收技术的关键是在再聚合过程中加入不同类型的单体，可以得到最终不同性能的材料。王庆刚介绍，这一成果为聚乳酸的回收利用提供了新的解决方案。该技术是一种有效的化学回收技术，在聚合物改性和合成方面具有广阔的应用前景。

“该策略反应条件温和，副反应少，降低了完全再生聚乳酸的原料消耗，提高了聚乳酸的回收效率。在再聚合过程中，通过加入不同类型的单体，可以得到不同性能的最终材料。这一成果为聚乳酸循环提供了新的解决方案。这种策略在化学回收中是有效的，并且在聚合物改性和合成中具有有前途的前景。”杨林说。