传统高分子PMMA登上Science丨“可见光+氯溶剂”实现废旧有机玻璃的“一键还原”

作者: 废塑料新观察
发布于: 2025-03-08 09:24

3月18-20日,江苏张家港,扫码报名

倒计时 10 


塑料的广泛应用带来了严重的环境问题,尤其是传统回收技术的局限性。目前主流的机械回收法(如熔融再造)会导致塑料性能下降(“降级回收”),而化学回收虽能再生单体,却依赖高温(>400℃)或特殊设计的“定制塑料”(含预装弱键),难以直接处理市售塑料。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,俗称有机玻璃)为例,全球年产量超390万吨,但回收率不足10%,亟需一种普适、高效且低成本的解聚技术。

图片

据此,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)Athina Anastasaki教授团队报道了一种主链引发、可见光触发的解聚,可直接应用于含有未公开杂质(例如共聚单体、添加剂或染料)的商业聚合物。2025年2月20日,相关研究以题为“ Visible light–triggered depolymerization of commercial polymethacrylates”的论文发表在顶级学术期刊Science上。


编者按

该工作的突破性在于“主链触发”解聚机制,彻底摆脱了对预装弱键的依赖,首次实现了商业塑料的直接高效回收。相比现有技术,其优势显著:① 技术颠覆性传统化学回收依赖定制塑料(如RAFT/ATRP合成),而新方法直接针对主链,适用范围大幅扩展。② 经济可行性可见光驱动、溶剂循环、单体易提纯,降低了规模化门槛。

图片

图片


图片

李 编  博士

高分子物理与化学专业

图片

进入废塑料化学循环领域4年

专注PET、PE、UPR等化学回收

图片
图1. PMMA的解聚方法.  (左)通过不稳定的链端通过不稳定的链末期解聚. (右)主链引起的解聚,而无需任何不稳定组。
— 1 

技术突破:可见光触发,无需弱键也能解聚

利用可见光(415纳米)触发氯自由基反应,直接分解普通商业塑料的主链。其核心亮点如下:
  1. 无需“定制塑料”

    传统方法依赖预装弱键(如硫酯、卤素端基),而新技术直接从塑料主链启动解聚,适用于含杂质、添加剂或染料的市售产品(如彩色有机玻璃)。

  2. 低温高效,近100%回收率

    在150℃和可见光照射下,PMMA的单体回收率高达98%,分子量范围覆盖工业级(最高达160万克/摩尔)。实验证明,即使塑料经过高温加工或含丙烯酸酯共聚物(抑制解聚的常见工业手段),回收率仍超90%。

  3. 规模化潜力

    团队成功完成10克级解聚实验,并通过蒸馏提纯单体,溶剂可循环使用5次以上,显著降低能耗与成本。

图2. 通过主链启动,可见光触发了PMMA的解聚。
— 2 

氯自由基的“剪刀效应”

技术的关键在于溶剂**1,2-二氯苯(DCB)**在光照下释放氯自由基,其作用机制如下:
  1. 光激发产生活性氯:可见光促使DCB中的C-Cl键断裂,生成氯自由基。
  2. 主链“剪断”:氯自由基攻击塑料主链的C-H键,引发β断裂,逐级解聚为单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
  3. 动态控制:通过开关光源即可启停反应,避免副产物累积。

图3. 探讨了主链引发解聚的机理
实验还通过电子顺磁共振(EPR)和理论计算验证了该机制(图3),确认氯自由基是核心驱动力,而非传统端基或热解作用。
— 3 

实际应用前景:直面行业痛点

  • 兼容复杂废塑料
    市售有机玻璃(如Plexiglas)常含染料、增塑剂,传统方法易受干扰。新技术对黄、蓝、红、绿等彩色样品均实现94%~98%解聚率(图4A)。
  • 混合废料处理
    与PET、聚乙烯等混合时,解聚率仍超90%(PVC因含氯干扰降至69%)。
  • 溶剂循环与经济性
    解聚溶剂可重复使用,且单体蒸馏简单(沸点差113℃),适合工业化放大。

图4. 商业有机玻璃的脱聚反应. (A)不同颜色的有机玻璃的最终解聚转化. 混合有机玻璃的(B)大规模2米解聚,以及(C)多环使用溶剂进行蓝色有机玻璃解聚. 误差条表示>3次实验的标准差. 
该技术突破了传统解聚的两大瓶颈:一方面是普适性:直接处理市售塑料,无需分类或预处理。另一方面是可持续性:低温节能,避免高温热解的污染与高耗能。若大规模应用,有望将PMMA等塑料的回收率从不足10%提升至90%以上,推动“闭环循环”真正落地。
Scan me!

Visible light–triggered depolymerization of commercial polymethacrylates

扫描二维码,下载完整全文

(资料来源:Science,若需可查看原文)

免责声明:本公众号旨在传播行业新闻和科研成果,促进塑料循环利用领域的交流,不用做任何商业用途。若涉及版权问题,请与我们联系,我们将及时进行修改或删除。
图片
— 4 
ChinaReplas2025
第31届中国塑料回收和再生大会
2025年3月18日-20日 · 苏州张家港

大进军:技术突破与政策突破

大会议程

3月18日

大会报到

3月18日19:00-23:00

(全球同步)

ChinaReplasT&P2025 第三届塑料污染防治理论与实践论坛

主题:关于塑料的哲学

详情查看链接:塑料迷局下的哲学思考 : “理论误区”Vs“实践困惑”

3月19日全天

PlasFuture2025 塑料污染防治与回收再生论坛

主题:技术准备与政策突破

详情查看链接:2025年,塑料污染防治与回收再生的技术准备与政策突破

3月19日下午

ChinaReBaling2025 第四届塑料回收打包站与分拣中心论坛

主题:新模式、新装备

详情查看链接:新模式,新装备 | 第4届塑料打包站和分拣中心论坛 • 苏州 • 3月19日

3月19日晚上

晚宴

金苹果颁奖

2024年塑料回收示范企业颁奖

详情查看链接:寻找“点塑成金”的人!塑料回收再生金苹果奖,新设:工艺装备大师奖

3月20日上午

ChinaRePolyHP2025 聚烯烃(PE/PP)硬质包装循环论坛

主题:规模化的本质是效率

详情查看链接:规模化的本质是效率 | 聚烯烃硬质包装循环论坛 · 苏州 · 3 月 20 日

3月20日下午

ChinaRePolyFP2025 聚烯烃(PP/PE)软包装膜发泡材料循环论坛

主题:闭路循环的制度建设与商业实践

详情查看链接:解决回收难题、探索再生商业模式 | 聚烯烃软包装膜发泡材料循环论坛,3月20日,苏州

3月20日全天

ChinaRePET2025 PET循环论坛

主题:竞争优势的来源:工艺、装备、数字化的持续升级

详情查看链接:再生 PET 竞争优势的来源:工艺、装备、数字化的持续升级 | PET 循环论坛 · 苏州 · 3 月 20 日

CPRRA-DfR2025 中国国际塑料产品“为了回收的设计”大会

3月21日全天

CPRRA-DfR2025 中国国际塑料产品“为了回收的设计”大会

主题:从自愿到责任,从技术到政策

详情查看链接:全球首个:塑料产品“为了回收的设计”大会 • 苏州 • 2025 年 3 月 21 日

图片
图片

老朋友请联系工作人员,新朋友请扫码



本篇文章来源于微信公众号:废塑料新观察
分享

推荐文章

  • 2026-05-26
    dong
    本周核心观察废纺领域技术突破频现(全组分回收、酶解、再生布料),但Debrand报告显示真正T2T闭环回收率仅1.06%,规模化尚需时日。政策端国内外加码(加州拨款、西班牙资助、马来西亚EPR),而基础设施与市场信任仍是瓶颈。行业需警惕瓶片景气回落,务实推进废纺化学法标准与高值化应用。国内热点1.山鹰国际PET数智化分拣线投运 2.飞蚂蚁实现旧衣再生技术突破 3.瓶片加工费突破2000元/吨  4.玖隆四川新项目投产,打通PET全产业链闭环 5.芬兰业界期待对华循环经济合作新契机 6.燕赵实验室突破聚酯混纺全组分回收技术,进入千吨级中试 7.佩浦项目入选联合国UNDP SPARK 2026可持续创新项目 8.废纺化学法副产再生聚对苯二甲酸乙二酯团标研讨会将于5月28日召开国际热点9.美国瓶装水公司收购再生企业,实现瓶到瓶生产 10.威立雅获西班牙900万欧元资助 11.加州拟拨款2亿美元支持饮料容器回收 12.PET红酒瓶崛起:轻量环保新选择 13.加尼沙放弃新建rPET工厂 14.报告称纺织品闭环回收率仅1.06% 15.马来西亚副部长:减少进口依赖,加强本土回收国内热...
  • 2026-05-26
    He
    当废弃塑料瓶被随意丢弃,它们往往面临污染环境、难以降解的困境;而在衢州衢江,一座全球首家AI“黑灯工厂”,正用硬核科技让废塑料告别“白色污染”,开启 “绿色重生”之路,变身为可用于食品包装、服饰、建材的高端再生材料! 通过衢州市通恒再生科技发展有限公司的“黑灯工厂”车间,第一感受就是安静又智能。这里没有传统工厂的人声嘈杂,几乎看不到工人身影。3 条智能化生产线全程自动运转,从回收的废塑料到洁净的再生材料,全流程无需人工干预,真正实现“黑灯生产”—— 即人与智能机器并存的100% 全智能生产模式。 废塑料能实现高效再生,核心依靠一台“超能 AI 分选机”,工作人员常把它比喻成一个“超人”。生产部经理王辉介绍:“它拥有一双“火眼金睛”:搭载多光谱感应器,可精准识别不同材质、颜色的塑料及各类杂质;兼具“超级大脑”:依托 AI 算法快速分析识别数据,能完成精准判断;还有一双“敏捷双手”:通过高速喷气装置,能在0.1毫秒内剔除杂质、分选不同品类塑料。” 从AI 智能分选、整瓶破碎,到多级清洗、多组智能片选,数十道智能...
  • 2026-05-26
    dong
    过去一个月,美伊战争带来的原油供应恐慌将原生塑料价格推至高位,让再生塑料展现出明显的成本优势。然而,随着美伊被曝出已就开放霍尔木兹海峡达成框架性一致,国际油价应声跌至两周低点。— 1 —最新变数:美伊框架协议浮出水面,原油应声暴跌据新华社援引《华盛顿邮报》5月24日报道,美国和伊朗已就一份谅解备忘录框架达成一致,核心内容包括: 延长停火60天,期间对霍尔木兹海峡进行排雷并重新开放; 伊朗承诺不拥有核武器,美方则第一阶段解冻120亿美元伊朗资产; 一旦正式签署,30天内全面恢复海峡航运,所有战线军事行动停止。 尽管双方尚未签署任何最终协议,且匿名官员强调“这只是一个初步框架”,但市场已迅速作出反应。截至格林尼治时间5月24日22时34分: 布伦特原油期货下跌 4.71美元(-4.55%),报每桶 98.83美元; WTI原油期货下跌 4.57美元(-4.73%),报每桶 92.03美元,双双触及5月7日以来最低水平。 市场逻辑十分清晰:霍尔木兹海峡是全球最重要的石油运输咽喉,一旦重新开放,原油供应中断的担忧将大幅缓解,油价中的地缘政治溢价将被挤出...
  • toolbar
    联系电话:010-62665052
  • toolbar
    联系邮箱:huyang@gjjy55.wecom.work
  • toolbar
    toolbar
  • toolbar
    返回顶部