通过ATRP和RAFT聚合制成的聚合甲基酸盐的无溶剂化学回收:在低温下高收益降解聚合
Richard Whitfield1, Glen R Jones1, Nghia P Truong1
1Laboratory of Polymeric Materials, D-MATL, ETH Zurich, Vladimir-Prelog-Weg-5, 8093, Zurich, Switzerland.
聚合物的化学回收利用是一种新的低温脱聚合方法. 该技术有效地从受控基聚合物中回收单体,从而实现可持续的材料再利用.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 控制的激素聚合技术,如可逆添加碎片链转移 (RAFT) 和原子转移激素聚合 (ATRP) 能够实现精确的聚合物合成.
- 聚合物的化学回收,特别是通过单体回收,对于可持续性至关重要,但对于受控激素聚合物来说仍未得到充分探索.
研究的目的:
- 研究和比较通过RAFT和ATRP合成的聚合物的散装脱聚合行为.
- 为可控基聚合物开发低温,无溶剂的脱聚合策略,以促进单体回收和化学回收.
主要方法:
- 在相同条件下对RAFT和ATRP聚合物的散装脱聚合物的比较研究.
- 对ATRP和RAFT聚合物的终端组修改,以将终端组转换为宏观分子.
- 对脱聚合温度,单体再生产率和可扩展性的分析.
主要成果:
- 在较低的温度 (<350°C) 下,RAFT 聚合物因 RAFT 末端组在现场转化为宏观分子而脱聚合.
- 通过随机骨干裂变去聚合,ATRP聚合物需要显著更高的温度 (>350°C).
- 对宏体的终端组修饰使低温 (起点为150°C) 大量脱聚合成为可能,产生高达90%的单体再生.
- ≈10g聚合物的可扩展脱聚合实现了84%的单体回收,回收的单体适合随后的聚合.
结论:
- 一个简单的终端组修改策略可显著降低受控基聚合物的脱聚合温度.
- 这种方法提供了一种高产,无溶剂和可扩展的方法,用于化学回收RAFT和ATRP合成的聚合物.
- 开发的技术为可持续的聚合物再加工和单体回收提供了一个有希望的低能耗途径.
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