多级动态网络重构实现混合可降解聚酯的共回收

发布时间:2026年03月10日

随着全球对塑料污染问题的日益关注,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)等生物可降解聚酯作为传统塑料的可持续替代品,其应用范围正在迅速扩大。然而,生物降解过程通常耗时较长,且难以为短期应用提供即时的碳中和效益。因此,对这些材料进行回收再利用,延长其生命周期,被认为是比直接堆肥或填埋更为环保的解决方案。在实际应用中,为了满足不同的性能需求,生物可降解塑料常以混合物的形式存在。现有的物理回收和化学回收方法往往面临着成本高、分选难或产品降级等瓶颈。如何实现混合生物可降解聚酯的高效、高值化共回收,已成为循环经济领域亟待解决的难题。

针对这一挑战,本工作提出了一种创新的多级动态网络重构策略,成功将废弃的混合生物可降解聚酯转化为高性能的长生命周期材料。利用锌离子催化的共醇解反应,首先将混合聚酯的长链剪断并引入端羟基,随后利用木质素作为多功能节点,配合异佛尔酮二异氰酸酯进行动态交联。木质素衍生的交联节点构建了独特的多级网络拓扑结构,不仅重连了聚酯断链,更形成了界面网络帮助实现相细化和相间应力传递。该策略能将PBAT/PLA混合物中的分散相尺寸从3.3 μm急剧缩小至108 nm,实现了从宏观相分离到纳米级微相分散的转变。与原始共混物相比,回收材料的拉伸强度和韧性分别提升了2.3倍和16.3倍。此外,该材料还具备优异的热稳定性、光触发自修复能力及多次重复加工性能。这一无溶剂、低能耗的通用型策略,为混合生物可降解塑料的规模化升级回收提供了全新的工业化路径。

Zi-Yang Fan, Wen-Qian Lian, Gui-Chuan Wei, Sheng He, Shu-Ling Yang, Bo Yin, Rui-Ying Bao*, Wei Yang*. Hierarchical Dynamic Network Reconfiguration for Co-Rrecycling of Mixed Biodegradable Polyesters, Macromolecules, 2026. 

全文链接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c02882https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c02882