中国工程院院士王玉忠：从煤制单体合成可循环生物降解高分子材料

9月13日至15日，第二十届榆林国际煤炭暨高端能源化工产业博览会、第四届西部氢能博览会在陕西榆林举办。在煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展交流活动中，中国工程院院士、四川大学化学学院教授、先进高分子材料全国重点实验室主任王玉忠作专题分享。

图：中国工程院院士、四川大学教授、先进高分子材料全国重点实验室主任王玉忠做专题分享

王玉忠指出，高分子材料已成为现代生活不可或缺的一部分。以塑料为例，目前全球产量4亿多吨，且仍在增长。当前高分子材料多呈“开采—单体—聚合—加工—使用—废弃”的线性模式，废弃后的部分材料泄漏到环境中，既浪费资源，也带来污染。

对于一次性使用塑料制品，他认为处置路径有两条：一是能捡回来的，做可反复化学循环——解聚成单体再聚合，理想情况下接近100%回到单体，“跟原来一模一样，才是真正循环”；二是登山挂山、入海捡不回的部分，本属不可控垃圾，应能在土壤、淡水、海水中完全降解，避免长期残留。他强调，塑料并非都要降解，降解塑料也不是万能，“所有塑料都降解、全用降解塑料替代”是错误认知。只有使用周期短、去向不确定、难回收或回收不划算的一次性制品，才最适合降解路线。当前市场上销售的有些降解塑料依赖堆肥条件，并非自然界完全降解，在其废弃环境中能完全降解的合成高分子材料生产的塑料品种还很少，并且真正大规模成熟产品还不多。

王玉忠提出“一次性使用塑料制品的理想高分子材料”：第一，温和条件下高解聚率、可反复化学循环；第二，在自然环境中完全降解成二氧化碳和水；第三，性价比好——性能要够用，价格要低，有些煤化工单体便宜正是优势；第四，特定场景可控降解，比如地膜要求多少天内不能降解；第五，最好能用可再生资源。

作为技术验证，团队利用草酸酯、乙二醇、乙醇酸等煤化工单体开展合成可化学循环生物降解高分子材料研究。通过共聚单体及长碳链共聚改善PGA韧性与熔点及拓宽加工温度窗口；用环状单体路线避开缩聚使用扩链剂思路，实现聚草酸酯的可控聚合、分子量可调、加工窗口较宽，且易于循环回收单体。实验显示，相关材料在海水、淡水中降解速度可调，为一次性制品提供“能循环就循环、循环不了就降解”的一体化路径。

中国煤化工单体产量大，草酸酯、乙二醇、乙醇酸等煤基中间体，正是可循环可降解高分子材料的重要原料起点。他认为，可反复化学循环与可降解一体化的高分子材料，是一次性制品未来的发展方向；目前还没有真正大规模生产的产品出来，但未来在一次性制品领域一定会成为行业追逐的方向。

编辑：杜少军

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