威廉希尔聚烯烃占塑料总产量的一半以上，其用途广泛，几乎影响到现代生活的各个方面。然而，塑料的惰性也带来了环境降解的挑战，估计其寿命可长达数百年，对环境的潜在影响仍不为人所知。机械回收对于塑料的再利用受到很大限制，因为不同种类的塑料混合在一起时，会导致材料的相分离，从而影响其性能。事实上，只有约 9% 的塑料得以成功回收再利用。机械回收所面临的一项重大挑战在于需要进行物理分离，因为不同类型的塑料混合在一起会导致材料的相分离，从而影响材料的性能。此外，塑料增值是另一种资源再利用的方法，但它产生的是新的化学品而非原始单体原料。可持续塑料闭环生命周期的一个鼓舞人心的方法是。然而，这些技术目前在经济和技术层面上还不能完全替代聚烯烃，因为完全解聚回单体需要在回收过程中断裂和重组大量的化学键，这需要高度的反应效率和更多的能源投入威廉希尔。更有效的策略是将塑料解构回低聚单元以允许纯化，同时最大限度地减少化学回收过程中必须发生的键转化次数。

　　在此，科罗拉多州立大学Garret M. Miyake教授课题组报告了一种方法，即通过钌介导的环辛烯开环复分解合成合成软、硬齐聚物构建模块，构建多嵌段聚合物，从而制造出具有机械性能可调的可化学循环聚烯烃类材料。这种多嵌段聚合物具有广泛的机械性能，从弹性体到塑性体再到热塑性塑料，同时具有较高的熔融转变温度（T m）和较低的玻璃化转变温度（T g），因此适用于各种不同的应用领域威廉希尔。使用后，不同的塑料可以组合在一起，并有效地解构回基本的软硬结构单元，进行分离和再聚合，从而实现闭环回收过程。相关成果以“Chemically recyclable polyolefin-like multiblock polymers”为题发表在《Science》上。第一作者为中国学者赵宇澄博士，Emma M. Rettner为共同一作。

　　为了生产所需的二元醇官能化硬质和软质低聚嵌段，作者分别使用钌介导的环辛烯或3-己基环辛烯的开环复分解聚合。这些低聚物随后在未纯化产物中残留的钌催化下进行氢化，生成硬质 HO-HB-OH和软质 HO-SB-OH结构单元。可结晶硬嵌段旨在为聚合物注入高 Tm 和高模量，而己基官能化软嵌段旨在引入受控的短链 C6 支化，以形成不可结晶的弹性软域。利用钌催化的脱氢聚合反应，将低聚物聚合成高分子量聚合物。聚合物的支化含量是通过质子核磁共振光谱（1H NMR）测定的，与嵌段进料比一致（图 2A）。

　　所得聚合物具有热稳定性，与市售的高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯样品一致。随着硬含量的增加，聚合物的结晶度从 0% 增加到 68%（图 2B）。硬质含量小于 80% 的聚合物玻璃化转变温度较低（Tg = -46.5° 至 -60.0°C），而所有含有硬质嵌段的多嵌段聚合物的熔融转变温度较高（Tm = 106° 至 124°C），与烯烃嵌段共聚物（OBC）类似（图 2C）。因此，多嵌段聚合物同时具有高 Tm 和低 Tg，可在较宽的工作温度范围内实现热塑性和弹性特性。

　　通过单轴拉伸测试研究了多嵌段聚合物的机械性能（图 2D）。通过增加硬质含量，聚合物的性能跨越了从弹性体到塑性体再到热塑性塑料的不同阶段。杨氏模量（E）和拉伸强度（σUTS）都增加了三个数量级以上（图 2E）。此外，所有样品在这些范围内都表现出优异的延伸性，所有多嵌段聚合物的平均断裂应变（εb）都超过了 700%。这些材料还在0.19 到 150 MJ-m -3范围内表现出可调的拉伸韧性（UT）（图 2F）。聚乙烯 60、聚乙烯 80 和聚乙烯 100 都表现出具有屈服点和应变硬化的热塑性行为，而聚乙烯含量较低的弹性聚合物则没有出现屈服点。这些聚合物的总体热特性和材料特性与商用 OBCS 相似。

　　为了完成闭环化学循环过程，对 PE0 的解聚进行了优化，以便将聚合物转化回基本的低聚物结构单元。在此过程中，拉伸测试后的所有成分的多嵌段聚合物被结合在一起进行同步解聚（转化率大于 99%），硬的和软的低聚物结构单元被分离和纯化，分离产率为 91.7%，1H NMR 没有观察到低聚物分解的迹象。通过工业上可行的选择性溶剂分离法，硬块和软块很容易分离威廉希尔，沉淀硬块并进行纯化，将催化剂残留物去除到百万分之几的低水平，这样钌的含量在后续聚合过程中就不会增加。这些回收的低聚物成功地重新聚合成 PE80，随后进行解聚，并在另外两个循环中重新聚合成 PE80威廉希尔，所有步骤都以高产率进行。回收的 PE80 嵌段聚合物的分子量保持一致，证明了这种闭环回收工艺的稳健性。值得注意的是，对所有回收的 PE80 样品进行的拉伸测试表明，其模量、拉伸强度、断裂伸长率和韧性与原始 PE80 样品相当（图 3，B 和 C）。

　　尽管生产聚合物的合成策略多种多样威廉希尔，但合成多嵌段聚合物的能力仍然是一项挑战，从具有相同链端基团的软硬脂肪族低聚物合成多嵌段聚合物，为生产高度可调的类聚烯烃材料及其闭环化学回收过程提供了一个平台。这种方法的模块化特性，再加上以提高可持续性为重点的改进，将进一步实现多嵌段聚合物结构带来的其他化学可回收塑料，将原本无法获得的聚合物成分结合在一起。虽然这种方法有望解决塑料回收利用方面的紧迫挑战，但作者预计，未来的努力将发现性能更强的非贵金属催化剂系统，从而产生商业影响。

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