塑料价格低廉、重量轻、具有延展性和耐用性，有着极为广泛的应用。但是，塑料自身的化学惰性使其在环境中长期积累造成“白色污染”，同时，回收的塑料的终结也需要高的能量消耗。防止塑料污染最好的解决办法是在源头阻止污染。设计具有内在化学回收性的闭环聚合物是解决当前塑料问题的一个有效手段。单体的设计是构建循环聚合物的核心，但由于即要兼顾聚合物的循环性与性能，又要兼顾聚合物的可聚合性和降解性，单体的设计面临巨大的挑战。这种挑战的难点来源于发展一种即具有化学回收性又有用的闭环聚合物需要面对动力学、热力学以及实际性能的多种要求。

近日，大连理工大学化工学院徐铁齐教授与科罗拉多州立大学合作，制备出了具有优异热性能和物理性能的新一代可循环塑料，研究成果以“A circular polyester platform based on simple gem-disubstituted valerolactones”为题，发表在《自然•化学》（Nature Chemistry）杂志上。该工作中，以工业上可以大规模生产的生物基戊内酯为原料，合成了偕二烷基取代的戊内酯（VL^R2），其在温和的条件下可控转化为PVL^R2。偕二烷基基团的引入，有效地降低了聚合上限温度，使聚合/解聚达到理想平衡，聚合物通过简单地加热即可100%转化为VL^R2单体，而这些单体可以重新聚合形成与之前相同的聚合物，从而实现单体-聚合物-单体的闭环循环。聚合物的力学性能、耐热性能和气体阻隔性能超过低密度聚乙烯（LDPE）。这项工作建立了一个简单的基于VL^R2的高性能完全循环聚酯平台，并为构建高性能、可循环高分子材料提供了新的设计策略。

论文第一作者为大连理工大学化工学院博士生李欣蕾，通讯作者为化工学院徐铁齐教授和科罗拉多州立大学Eugene Y.-X. Chen教授。研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41557-022-01077-x