浙江大学张兴宏/张成建团队 Nat. Commun.：单醛和环酸酐交替共聚合成可循环高分子

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塑料由于其轻质，低廉和较好的实用性在当前社会得到了广泛使用。然而目前大部分的塑料来源于传统的石油基高分子，由于其化学惰性难以降解造成环境污染和资源浪费。利用生物质原料或产能过剩的废弃原料制备可循环利用聚合物，是解决“塑料污染”的有效途径之一。醛是一类在自然界中广泛存在的原料，除甲醛外，大部分的醛类化合物没有合理有效的途径实现规模化利用。

浙江大学张成建副研究员和张兴宏教授团队以自然界中广泛而丰富存在的醛类化合物出发，开创了单醛化合物和环酸酐的交替共聚反应，例如以乙醛和戊二酸酐为单体，在温和反应条件（室温，常压）下，采用商业化的Lewis酸或Brønsted酸催化剂/引发剂，即可以高效快速（几分钟）地得到结构明确的全交替聚酯。

作者将该方法拓展到其他常见商业化的醛类和酸酐单体，实验结果表明该方法具有强的普适性，通过使用56种醛类化合物和5种酸酐，成功得到了60种全新结构的聚酯。共聚反应动力学研究结果表明，由于较低的聚合焓变，该交替共聚反应有较为明显的可逆共聚特点。所得聚酯直接在180℃、真空条件下直接加热，可以定量地得到单体，收率高达94%。所得单体可以再共聚，得到物性接近的聚醛酯。

总体上，作者开创了单醛化合物和环酸酐的交替共聚新反应，为广泛而丰富的醛类化合物找到了制备新材料的应用途径。所得聚醛酯是一种加热可直接回到单体的可循环高分子材料。然而作者报道的全新体系，还处于起步阶段，有很多需要解决的问题，例如，如何实现“活性”共聚合，获得高分子量的共聚物，如何进一步提高产物的热稳定性等。这些问题有待于学界和产业界一起探讨解决。

这一研究成果以A recyclable polyester library from reversible alternating copolymerization of aldehyde and cyclic anhydride为题近期发表在《Nature Communication》上，浙江大学高分子系博士生张勋为本文第一作者，张成建副研究员和张兴宏教授为本文的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委，浙江省科技厅的资助。本文第一作者特别感谢浙江大学《浙江大学争创优秀博士论文资助》和高分子新物质创制国际研究中心的大力支持。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41136-6

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