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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(xué)循環(huán)聚合物得到了快速發(fā)展，大量的可化學(xué)循環(huán)熱塑性塑料被開發(fā)出來，然而，完全可化學(xué)循環(huán)的熱塑性彈性體（TPE）的研究仍處于空白。隨著TPE市場規(guī)模的大幅增長，為了避免塑料污染問題的再次發(fā)生，迫切需要設(shè)計具有完全化學(xué)可回收性的TPE，然而，這需要面臨以下三方面的挑戰(zhàn)：1）產(chǎn)生的新型可化學(xué)循環(huán)TPE需要與商品化TPE性能相當(dāng)；2）產(chǎn)生的新型可化學(xué)循環(huán)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(zhuǎn)化回收（避免額外的分離純化）的單體混合物為新的、性能優(yōu)于原TPE的可化學(xué)循環(huán)TPE。

  近日，大連理工大學(xué)徐鐵齊教授團隊，利用生物質(zhì)來源的δ-戊內(nèi)酯（δVL）及其衍生物α-烷基-δ-戊內(nèi)酯（α^RVL）構(gòu)建了一系列表現(xiàn)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(xué)可回收性，而且具有優(yōu)異的力學(xué)性能，拉伸試驗表明，其具有優(yōu)異的斷裂伸長率（1041 ± 20 %），出色的拉伸應(yīng)力（29.7 ± 1.9 MPa）以及優(yōu)異的韌性（135 ± 8.2 MJ m^-3），其韌性比商業(yè)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(xué)性能。

圖4. 在不同放大倍數(shù)下tri-BCP薄膜表面的AFM圖像

  這項研究實現(xiàn)了熱塑性彈性體的完全可回收性和優(yōu)異力學(xué)性能的統(tǒng)一，從tri-BCP到 penta-BCP的轉(zhuǎn)化為構(gòu)建可完全化學(xué)循環(huán)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(fā)表在《Nature Communications》上。文章第一作者是大連理工大學(xué)馬凱博士。該研究得到國家自然科學(xué)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