用二氧化碳和双环烷烃交替合成可循环利用的聚酯

自20世纪60年代起，科学家一直在探索将大量但化学惰性的二氧化碳（CO₂）转化为有用高分子材料。传统方法通常需借助催化剂，将CO₂与环氧类等活性单体共聚，以克服其热力学稳定性和反应动力学障碍。然而，CO₂与普通烯烃共聚制备聚酯在热力学上不可行，长期制约该领域发展。本研究另辟蹊径，首次实现了CO₂与两类新型双环烷烃单体——双环丁烷（BCB）和双环戊烷（BCP）——的直接、严格交替共聚，成功构建出全新闭环型聚酯平台。该反应仅需简单有机催化剂即可启动，产物为高分子量聚酯，主链中规则嵌入双环结构，CO₂含量高达50 mol%，且骨架结构精准可控。这种独特结构赋予材料可定制的耐热性与力学性能，并兼顾使用性能与环保终点：BCB-CO₂聚酯在全pH范围内表现出极佳的耐热性和耐水解性，却能在碱性条件下高效解聚，以超过90%的收率回收纯净BCB单体；BCP-CO₂聚酯则可选择性解聚为双环内酯单体。通过“解聚—再聚合”多轮循环，两种聚酯均实现了真正意义上的化学闭环生命周期，即原料→产品→单体→新原料的可持续循环。这一突破不仅提升了CO₂利用效率，也为设计兼具高性能与可循环性的绿色塑料提供了普适性新路径。