文章背景

 

以塑料、化学纤维和橡胶为代表的有机高分子材料已成为经济与国防建设以及人民生活不可或缺的重要材料，其产量增长速度高于金属材料和无机非金属材料。高分子材料的大量生产和使用，一方面消耗了大量的不可再生的化石资源；另一方面，因废弃后缺乏科学和经济的处理途径，导致废塑料、废纺织品、废橡胶轮胎等的回收利用率低，大量的废弃物被填埋、焚烧、甚至泄漏于自然环境中，既造成了资源浪费，又造成了引发社会高度关注的生态环境问题。为了实现高分子材料的可持续发展，不仅要考虑生产高分子材料的原料的持续来源问题，而且还要考虑其废弃后对生态环境的影响问题。如果能对高分子材料实现有效的回收循环利用，不仅可以解决其废弃物焚烧和泄漏至环境中对生态环境的负面影响，而且可以减少生产高分子材料的化石资源消耗以及其生产和使用及焚烧处理整个生命周期中产生的碳排放，有利于实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。因此，对废弃高分子材料进行回收利用已成为目前全球广泛关注的热点。与此同时，一些新技术、新方法随之产生，也出现了一些热点新词汇和术语，并且一些术语的习惯用法与内涵以及其中文与英文词不能完全对应、新老词汇间存在不兼容，甚至逻辑不清晰的问题。针对上述问题，非常有必要对其进行系统的归纳总结。

 

文章概述

 

四川大学王玉忠院士团队自上世纪90年代就开始致力于废弃高分子材料回收循环利用和基于可回收单体的聚合物材料的研究工作，在高分子材料回收方法及工艺、降解催化剂设计与制备、回收产品高值化利用，以及可反复循环回收聚合物高效催化合成、加工、改性等方面开展研究，取得了一系列创新成果。针对目前回收循环领域各类用词比较混乱的现状，在本文中对高分子材料回收方法分类和相应的中英文术语提出了规范使用的建议。

 

高分子材料的回收按回收目的不同，可分为物质回收(Matter Recovery)和能量回收(Energy Recovery)。其中，能量回收主要是通过焚烧回收热能；物质回收的方式有多种：分为物理(机械)回收(Mechcycling/Physcycling)、化学回收(Chemcycling)、物理(机械)化学回收(Mechchemcycling/Physchemcycling)和生物回收(Biologcycling)。

 

近年来，学界和产业界开始关注回收产物的品质、性能或价值(包括经济/环境价值)，根据回收产物的这些指标高低，分为“升级回收”(Upcycling)和“降级回收”(Downcycling)；当回收产物为被回收物的原料聚合物或聚合单体(再聚合成原料聚合物)时，则称为“循环回收”(Recycling/ Closed-loop recovery)，前者称为物理循环回收(产业界也称为“物理/机械再生”)(Mechanical/Physical Recycling)，后者称为化学循环回收(产业界也称为“化学再生”)(Chemical Recycling)。不同的回收方式均可能实现升级回收(即以高值化利用为目标的回收)和循环回收。

 

本文在已提出的高分子材料回收方法分类的基础上，重点讨论了化学回收，特别是以提高回收产物的品质、性能和价值为导向的化学升级回收，概述了量大面广的典型热塑性高分子材料、热固性高分子材料和混杂高分子材料体系的化学升级回收的研究现状，介绍了作者团队近年来在该领域的研究新进展，并对未来高分子材料的回收利用进行了展望。高分子材料在未来的化学升级回收应以应用为导向，发展基于降解与重构为基础的新原理与新方法，丰富现有高分子材料回收理论体系，努力做到过程的绿色环保，最大限度地减少升级回收所需的能耗，提高回收产品的替代潜力及市场接受度，以匹配废弃高分子材料的巨大体量。

 

 

上述工作以综述形式即将在《高分子学报》2022年“可持续高分子专辑”印刷出版，通讯作者为四川大学王玉忠教授。

 

王玉忠  教授

 

 

王玉忠，男，1961年生，中国工程院院士。现任四川大学化学学院教授。创建了环保型高分子材料国家地方联合工程实验室、新型防火阻燃材料开发与应用国家地方联合工程研究中心、省部共建环境与火安全高分子材料协同创新中心等国家和省部研究平台。主要从事环境友好高分子材料研究，在高分子材料绿色阻燃高性能化、生物基与生物降解高分子材料、高分子材料循环与升级回收等领域取得了系统的基础和应用研究成果。发表的论文近10年SCI他引超过2万次，3项基础研究成果入选《国家自然科学基金资助项目优秀成果选编》；获授权发明专利160余件，专利实施应用取得显著经济效益。作为第一完成人，获得包括国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科技进步奖三大奖在内的国家和省部科技成果奖13项；获何梁何利科技进步奖、四川省最高科技奖、四川省教书育人名师、优秀研究生指导教师、四川大学首届“最受学生欢迎教师奖”等荣誉，带领的团队入选教育部创新团队和“全国高校黄大年式教师团队”。