一种适用于可回收聚酯的多功能平台：醛类（或其衍生物）与环状酸酐的交替共聚反应

《Accounts of Chemical Research》：A Versatile Platform for Recyclable Polyesters: Alternating Copolymerization of Aldehydes (or Their Derivatives) with Cyclic Anhydrides

可持续聚合物开发需求迫切，本研究通过醛类与环状酐类交替共聚，成功合成140余种可调控结构的聚酯。其化学可逆性源于低焓变反应，实现闭环回收；部分聚酯具备水降解特性，可应用于海洋污染治理，氯代聚酯更替代传统PVC。研究为循环经济提供材料解决方案，未来将拓展单体种类与产业化应用。

　　

概述

全球聚合物产业的迅速扩张凸显了迫切需要寻找可持续的替代品来替代传统的合成聚合物。传统合成聚合物主要来源于不可再生的化石资源，由于其在生态系统中的持久性，对环境造成了重大威胁。为此，开发可化学回收的聚合物成为了一种有前景的策略，旨在平衡聚合物材料的实用性与可持续性的要求。然而，这类聚合物的合成在单体多样性、聚合效率以及实现真正化学回收的能力方面往往存在局限性。

在本文中，我们全面介绍了我们近期在通过醛类（或其衍生物）与环状酸酐的交替共聚反应合成可化学回收聚酯方面取得的进展。该方法利用了丰富且成本效益高的原料，包括来自可再生资源的醛类以及由生物可再生二元酸制备的环状酸酐，从而构建了一个用于可持续聚合物合成的多功能平台。通过使用多种单体，我们成功合成了140多种结构与性能高度可调的聚酯。

这种共聚反应的一个关键特点是其化学可逆性，这一热力学特性源于较低的反应焓变化。这使得聚合物在受热时会分解成单体。正是这种化学可逆性使我们能够实现高效的闭环化学回收。此外，某些共聚物（尤其是由甲醛衍生的共聚物）具有水降解性，为开发能够在水中或海水中完全降解为有价值小分子的聚合物提供了途径。在海洋污染背景下，这一特性尤为重要，因为传统塑料往往会在环境中持续存在数百年。此外，由席夫碱衍生的聚酯还表现出独特的自降解和自促进降解的特性。这种可调控的降解行为受聚合物结构控制，为设计具有特定寿命的材料提供了灵活的工具。另外，由氯醛和环状酸酐衍生的聚酯具有优异的机械性能和阻燃性能，使其成为传统聚氯乙烯的有希望的替代品。

这些研究的意义不仅限于可持续聚酯的合成。通过证明利用可再生资源生产聚合物的可行性，我们为循环经济的发展做出了贡献——在这种经济模式下，材料的设计会充分考虑其使用寿命。未来的研究将致力于扩展单体的种类、优化聚合条件，并将这些材料整合到工业生产过程中。