吉林大学原子与分子物理研究所(吉林大学物理化学研究所)

吉林大学原子与分子物理研究所，吉林大学物理化学研究所

制造可回收、易于加工和在海水中安全使用的可降解塑料仍然是一项艰巨的挑战。最近，科研人员通过将 4-羧基苯甲醛 (CBA) 接枝到 PVA 链上（以下称为 PVA-CBA），制备了能够在土壤中降解并在温和条件下回收的基于聚乙烯醇（PVA）的超分子塑料。PVA-CBA 塑料通过高密度的氢键和氢键交联的疏水域动态交联。PVA-CBA 塑料的屈服强度约为 84 MPa，当塑料完全浸入水中时仍为 40 MPa。PVA-CBA塑料在水环境中令人满意的机械强度源于由与PVA链段连接的CBA基团组成的氢键交联疏水域。得益于氢键的可逆性，PVA-CBA塑料可以方便地加工得到所需形状的产品，并且可以在温和的条件下回收重复使用。重要的是，PVA-CBA 塑料可在土壤中自主且完全降解。在海水中，PVA-CBA 塑料可以迅速碎裂成对海洋动物安全的极其柔软、微小且无毒的水凝胶碎片。而且，PVA-CBA塑料袋比聚乙烯袋更能保鲜水果。

图 1. PVA-CBA30% 塑料的制备和结构。(a) PVA-CBA30% 塑料的制备过程。(b, c) 显示 PVA-CBA30% 塑料袋和餐具的数字图像。(d) 染色的 PVA-CBA30% 塑料的 TEM 图像，其中塑料用磷钨酸钠溶液染色。(e) PVA-CBA30% 塑料的结构示意图。

图 2. PVA-CBAx 塑料的机械性能。

图 3. PVA-CBA30% 塑料的回收利用。

图 4. PVA-CBA30% 塑料的降解和分解。

图 5. PVA-CBA30% 塑料的生物相容性。

相关论文以题为Degradable, Recyclable, Water-Resistant, and Eco-Friendly Poly(vinyl alcohol)-Based Supramolecular Plastics发表在《ACS Materials Letters》上。通讯作者是吉林大学孙俊奇教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsmaterialslett.2c00283

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