由于传统高分子材料带来的环境污染和资源短缺等问题的日益严峻，以聚乳酸（PLA）为代表的生物基高分子材料，近年来受到了高度关注。PLA可以通过解聚回到环状单体丙交酯，形成“聚合物-单体-聚合物”的闭环循环，但通过适合工业化的简单绿色策略将PLA回收成高性能聚合物非常有吸引力，可实现PLA的升级回收，进而提升回收工艺的性价比。

图1、聚乳酸回收路线对比

四川大学王玉忠院士团队在生物基与生物降解高分子材料方面已开展了三十多年的研究工作，在国际上率先提出了一次性使用高分子材料制品应发展可反复化学循环的生物降解高分子材料这一理念。最近，他们提出了一种无溶剂、低催化剂添加量的一锅法回收方法，能够高效地将PLA及其废弃一次性塑料制品回收为性能更优的聚合物，即PLA基聚氨酯（PLA-PU）。该回收路线包括醇解PLA为链两端含羟基的PLA低聚物，以及随后在不需纯化分离而直接进行的扩链反应。采用¹H NMR、XPS和MALDI-TOF MS等研究了PLA的醇解反应，并对回收产物的化学结构进行了详细的表征。由于氨酯键和二醇链段的引入，PLA-PU具有优于PLA的力学性能，并且可以通过注塑、熔融纺丝和 3D 打印进行加工。

该方法同样可以应用于消费后的吸管、杯盖、勺子和塑料杯等PLA基一次性塑料制品的回收。此外，PLA-PU可以在真空条件下直接解聚成单体L-丙交酯，并具有较高的产率，展示了其优异的可解聚回收性。

该工作以“Solvent-Free One-Pot Recycling of Polylactide to Usable Polymer and Its Closed-Loop Recycle”为题发表在《Macromolecules》上。

图2、醇解过程及醇解产物表征

图3、PLA-PU化学结构表征及热性能测试

图4、PLA-PU力学性能、PLA基一次性塑料制品的回收以及PLA-PU的解聚回收

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.4c01104