化学可回收聚氨酯的合成

Plastics are essential to modern life and the global economy due to their versatility in material properties, such as light weight, durability, transparency, low toxicity, and low cost. At the same time, currently unsustainable practices in the usage and disposal of plastics generate severe worldwide environmental consequences. Recently, the development of chemically recyclable plastics provides opportunities to not only recover the raw materials and preserve natural resources， but also solve the end-of-life issue of plastic waste. However, in contrast to a variety of methods available for the synthesis of chemically recyclable polyesters and polycarbonates, the preparation of chemically recyclable polyurethanes still remains challenging and elusive. This project will aim to design and synthesize non-isocyanate and chemically recyclable polyurethanes via ring-opening polymerization of cyclic carbamates with a trans-ring fusion.

由于质轻、耐用、美观、低毒、价廉等诸多优点，现代人类生活越来越依赖塑料制品。同时，“一次性”塑料制品的大量使用以及不合理的处理也带了来严重的环境污染问题。近年来，发展化学可回收聚合物被认为是解决塑料污染的有效途径之一，其不仅可以回收原材料减少自然资源的消耗，同时可以解决塑料使用后如何处理的问题。但是，目前关于可化学回收高分子材料的研究主要集中于聚酯以及聚碳酸酯类结构，对于可化学回收聚氨酯材料的研究仍然十分有限。本项目将通过设计新型的环状氨基甲酸酯单体，通过开环聚合反应制备可循环利用的聚氨酯材料。该方法不仅可以避免异氰酸酯的使用，也为聚氨酯材料化学可回收性提供可能。

现代社会的发展越来越依赖高分子材料, 但其大量使用后不当处置不仅造成资源浪费, 更造成严重的生态环境问题。本项目主要针对上述问题，设计新型聚合单体，发展新型高性能可闭环循环高分子材料。具体包括以下三个方面：1）通过改变单体结构，调控聚合反应活性与解聚选择性；2）详细研究聚合物结构与性能的关系，发展了一系列高性能易回收聚合物体系，包括可回收聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚硫酯；3）生成的聚合物可进一步通过交联、“点击反应”、氧化、氢化、D-A反应等手段进行后功能化进一步拓宽其应用范围。本项目在开展过程中，共发表SCI论文8篇，申请发明专利3项，该项目中采用的单体设计策略为高分子材料可持续性发展提供新的研究思路。