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

  • 2026-02-11
    yue
    2026年3月26-27日点击上图报名,咨询:189013099352月5日 – 鲁姆斯(Lummus Technology)和住友化学联合宣布,其高效的聚甲基丙烯酸甲酯化学回收技术(PMMA-CR)正式实现商业化。此举建立在鲁姆斯与住友化学于2024年5月首次宣布的战略合作伙伴关系之上,双方将共同开发并商业化支持石化价值链循环经济和碳中和社会的技术。— 1 — 合作详情鲁姆斯总裁兼首席执行官Leon de Bruyn表示:“通过融合鲁姆斯的工艺专长与住友化学的材料创新能力,我们提供了一套可规模化扩展、经济可行的PMMA回收解决方案。该解决方案为我们的客户提供了一条清晰的途径,帮助他们减少浪费、降低排放,并从回收材料中挖掘新的价值,从而将可持续发展转化为竞争优势。”住友化学高级常务执行董事Seiji Takeuchi表示:“我们很荣幸与值得信赖的合作伙伴鲁姆斯携手,将这项创新的PMMA-CR技术推向市场。通过商业许可,我们将助力实现PMMA的循环再生,为构建循环经济做出贡献。”自2024年建立合作关系以来,鲁姆斯和住友化学在PMMA-CR技术的研发和商业化方面取...
  • 2026-02-11
    dong
    点击上方海报,报名参会 会议咨询:18901309935(微信同号) 在2月4日立春的2026新年演讲中,中国合成树脂协会塑料循环利用分会常务副会长、《废塑料新观察》主编王旺指出行业正站在AI、石化、规划衔接、经济新旧赛道与全球格局变化的“多重奇点交汇处”,亟需打破旧逻辑、适应系统性变革。(详情:塑料循环,站在多重奇点的交汇处 | 王旺直播回顾1)王旺进一步聚焦于行业在实践层面遭遇的十二重激烈矛盾,揭示出理想与现实、政策与市场、技术与制度之间的深层张力,呈现出塑料循环“下半场”转型的复杂性与紧迫性。01 前端回收理想闭环难成“理想闭环”与“现实断链”的冲突。分类回收在理论上应形成资源循环,现实中却往往在收集、分拣环节“断链”。材料回收与低值焚烧并存,先进分选技术与人工捡拾同在,资源闭环远未建成,这是行业基础层面的根本矛盾。02 中端加工:路径选择与经济效益物理回收(往往降级)与化学、生物回收(可原级升级)的技术路线选择。低端循环虽易但价值低,高端循环虽好但成本高、技术门槛高。技术装备需要持续迭代,而原有投资可能成为沉没成...
  • 2026-02-11
    yue
    2026年3月26-27日点击上图报名,咨询:18901309935在循环经济模式的推动下,塑料的回收与再生正变得越来越重要。塑料回收的过程中,再生树脂的异味始终是行业面临的重大课题。这一问题在再生烯烃类树脂(如rPE、rPP和rHDPE)中尤为突出。Easypure除味系统是Piovan针对这一问题,向市场提供的创新解决方案。通过高温气流加热除味料斗内的再生树脂,同时利用该气流作为载体有效剥离挥发性有机物及污染成分。模块化设计支持500kg/h、700 kg/h、1000 kg/h、2000 kg/h及更高的处理能力。 — 1 — Easypure - Odor Minder 气味检测器Odor minder 气味检测器是一款紧凑设备,可以直接安装于EPH除味料斗,其组成包括: 配备自动清洁功能的自动采样泵 专用主板(带2个以太网端口,用于与PLC和HMI通信) 高灵敏度传感器模组 Odor minder 气味检测器能实时提供物料气味状态的定性数据,指导操作人员优化除味工艺,从而实现节能和增效。— 2 — Easypure – ESP单元ESP单元可根据再生树脂的处理产能和除味工艺的需求提供相应气流。加热功能由集...
  • toolbar
    联系电话:010-62665052
  • toolbar
    联系邮箱:huyang@gjjy55.wecom.work
  • toolbar
    toolbar
  • toolbar
    返回顶部