聚对苯二甲酸乙二酯（PET）年产量超7000万吨，主要用于一次性领域，造成了严重的环境污染问题。传统化学回收将聚合物解聚为单体，但存在回收工艺复杂、聚合物转化率低等局限。

受蛋白质分子开关的启发，浙江理工大学张洪杰、吕汪洋课题组与广东精细化工蔡秋泉课题组合作，提出了一种基于缩聚原理的新型聚合物到聚合物回收策略。该策略通过将废弃PET升级回收为含有分子开关的高附加值可闭环回收PET衍生物PECT，实现了废旧资源的有效再利用。此外，再生PECT具备闭环回收能力。具体而言，当分子开关失活时，体系会发生酸化反应，导致反应基团失衡，从而使分子量能够快速且可控地降低；相反，当分子开关被激活时，端羧基将发生闭环反应形成酸酐并从体系中脱离，使反应基团恢复至等摩尔比，进而促进分子量的增加。

熔融缩聚是工业规模合成聚酯的关键技术，将废旧聚合物作为熔融缩聚原料的回收技术可以整合到现有设备中，从而实现大规模应用。100年前，Carothers和Flory就指出，熔融缩聚体系保持羧基和羟基的等比例对合成高分子量缩聚物至关重要。若聚合物链包含调节单元以控制反应性基团的比例，则可在不同条件下实现解聚和再聚合，从而实现闭环回收。酸酐和羧酸是一对可互相转化的单体，其可以作为分子开关调节基团比例。作者发现，在熔融缩聚体系中引入过量的邻苯二甲酸能够显著提高再生PECT的分子量，分子量最高可达58 kDa，显著高于原PET的分子量（43 kDa）。这是由于过量的邻苯二甲酸可以通过形成酸酐从体系中脱离，从而实现基团比例的精确调节，进而合成高分子量的再生PECT。此外，当在再生PECT中引入邻苯二甲酸导致基团比例失衡时，PECT会迅速解聚为低聚物（6 kDa）。这一现象表明，PECT具备闭环回收的能力，能够在必要时进行解聚和再聚合。

本研究通过熔融缩聚法在缩聚产物中引入羧酸-酸酐型分子开关，无需使用大量有机溶剂或复杂的解聚工艺即可实现芳香族聚酯的闭环回收。这一创新性方法不仅为废弃PET的升级回收提供了新途径，还为缩聚物的闭环回收引入了分子开关的概念，展示了其在工业应用中的巨大潜力。

Accessing a Carboxyl-Anhydride Molecular Switch-Mediated Recyclable PECT Through Upcycling End-of-Use PET

Hongjie Zhang, Mingyuan Fang, Shihao Niu, Miaomiao Wang, Mingyu Gao, Qiuquan Cai, Gangqiang Wang, Wenxing Chen, Wangyang Lu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202420839