理学院廖望副教授团队在废塑处理方面取得新进展

近期，理学院廖望团队在化学综合性期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering （SCI 中科院1区TOP，IF：8.4）上发表题为“Ternary Single-Use Packaging Plastics Alloy”的研究论文（DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c00858.），论文的学生第一作者为理学院材料与化工专业硕士研究生潘曼坪，能源与动力工程学院本科生周俊、理学院本科生刘星麟、唐雨柔参与相关工作。

塑料在包装、建筑、汽车等领域得到充分应用，随着全球对塑料需求的增加，其产量也在逐年上升。自20世纪50年代以来，每年塑料的产量约4.3亿吨，几乎超过了其他所有材料。超过三分之二的塑料是一次性塑料 (SUP)，其中聚乙烯（PE）约占36%，聚丙烯（PP）约占21%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）约占10%。这类塑料生命周期极短，使用一次后迅速变成废弃物。因此，提高塑料回收率是减少塑料废物的关键。

本文合成并使用了一种新型接枝共聚物（PP-b-PE)-g-PET, starch (BPS)，作为PP/PE/PET三元共混塑料的增容剂，明显提升了混合塑料的力学表现（以断裂伸长率为代表，提升超过7000%，图1）。

三元一次性包装塑料合金的微观形貌及其拉伸行为

为了验证增容剂的有效性，我们将增容之后的塑料合金与纯聚合物进潘曼坪行比较，发现塑料合金的断裂伸长率与PET相当，拉伸强度与PE相当（图2）。

三元一次性包装塑料合金的拉伸强度和断裂伸长率

该文进一步揭示了该大分子增容剂的增容机理。若将BPS添加到熔融共混物中，它们将主要存在于塑料的界面中。BPS的PET链段可以与均聚物中的PET共结晶和纠缠。此外，淀粉链段可以与PET进行酯交换反应，生成starch-b-PET嵌段共聚物，从而增大与均聚物进行链缠结的可能性（图3）。

增容机理示意图

本工作为解决一次性包装塑料带来的环境压力提供了新途径。