一种使高影响力聚苯乙烯更具可持续性的双重途径：结合萜烯基橡胶和海洋马尾藻填料

《Journal of Materials Chemistry A》：A dual pathway to make high-impact polystyrene more sustainable: integration of terpene-based rubbers and marine Sargassum fillers

双路径脱碳策略通过可再生生物橡胶和海洋海藻纤维素填料替代传统化石原料，提升高冲击聚苯乙烯（HIPS）性能。钕催化合成聚丁二烯-肉桂 copolymer生物橡胶，在苯乙烯聚合原位形成片层-核壳结构，搭配经化学处理的海藻填料（20 wt%）增强界面结合，使生物HIPS兼具高刚度（提升18%）、保留阻尼性能（损耗因子0.18 vs 0.16）及更高玻璃化转变温度（113℃ vs 109℃）。该方案实现海洋废弃物高值化利用，为可循环材料设计提供新范式。

　　

我们提出了一种双路径脱碳策略，用于生产高冲击性聚苯乙烯（HIPS），该策略结合了可再生生物橡胶和海洋生物质填料，以减少对化石基成分的依赖。通过钕催化的配位聚合反应，合成了含有20–50 wt%蒎烯的聚（丁二烯-蒎烯）共聚物，这些共聚物具有较高的顺式-1,4立体规整性和适合进行冲击改性的分子量。这些生物橡胶在苯乙烯聚合过程中被“原位”引入，从而制备出具有可调形态的Bio-HIPS；随着蒎烯含量的增加，其结构从香肠状转变为核壳结构。同时，加勒比海的马尾藻生物质经过化学处理去除了非纤维素成分，并作为20 wt%的生物填料用于商业HIPS和Bio-HIPS基体中。综合表征表明，经过处理的马尾藻增强了基体与填料的粘附性，改善了机械性能，并保持了加工性能。与商业HIPS相比，Bio-HIPS复合材料表现出更高的刚性、更好的减震能力和更高的玻璃化转变温度。这项工作展示了一种可扩展、可持续的方法，用于生产高性能、部分采用生物来源的HIPS，实现了海洋废弃物的再利用，并推动了循环材料设计的发展。