将聚氯乙烯升级转化为聚α烯烃润滑剂

《Nature》：Upcycling of polyvinyl chloride into polyalphaolefin lubricants

　　

摘要

聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性材料，由于其重量轻、机械强度高、耐用性强、成本低，同时还具有抗紫外线和防火性能，因此被广泛用于家庭和工业领域^1,2。全球每年PVC的产量约为6000万吨²，而消费后和工业后的PVC废物则会给环境带来严重问题，比如会释放氯代烃和各种添加剂，从而污染地下水和土壤^1,2,3,4。为了解决PVC回收以及实现碳循环利用的难题，将PVC转化为高价值产品至关重要，这不仅能降低相关成本，还能为塑料废物的再利用提供有力的经济激励^{5,6,7,8,9,10,11,12,13,14}。在此，我们介绍了一种将PVC升级为具有可控粘度的高价值润滑剂的方法。在70℃的较低温度下，利用AlCl?使PVC发生脱氯、烷基化以及链断裂反应，从而生成乙烯基衍生的聚α烯烃（vPAO）。PVC可作为各类链长的一级烯烃进行烷基化的有效模板，无需使用当前PAO技术中所必需的金属茂催化剂，就能得到主链上短支链较少的vPAO。由PVC制成的润滑剂具有可调控的摩尔质量、100℃时的运动粘度（KV???≈14.9–26.3厘斯）、较低的摩擦系数（COF≈0.08–0.15）以及较高的粘度指数（VI可达130）。这项研究展示了一种经济可行的方法，即利用价格低廉的PVC作为原料来合成具有优异摩擦学性能的高价值润滑剂，从而满足塑料行业和润滑油行业对可持续发展的需求。