Étude de la polymérisation et dépolymérisation du monomère dilactone biosourcé ODO catalysé organiquement

Xue Wang ,  

Yan-chao Wang ,  

You-hua Tao ,  

摘要

Le développement de matériaux polymériques combinant une source renouvelable et une capacité de recyclage chimique en boucle fermée est une voie importante pour promouvoir le développement durable de l'économie circulaire du plastique. Les dilactones bicycliques présentent une activité élevée en polymérisation par ouverture de cycle ainsi qu’un potentiel de dépolymérisation, ce qui en fait une classe importante de monomères pour la construction de polyesters chimiquement recyclables. Cependant, les types de dilactones biosourcées et leurs recherches en polymérisation restent relativement limités. Dans cet article, un dilactone bicyclique 2-oxo-3,8-dioxabicyclo[3.2.1]octane (ODO) a été synthétisé à partir de l'acide 5-hydroxyméthyl-2-furancarboxylique dérivé de la biomasse, et une méthode de polymérisation par ouverture de cycle catalysée par un système bifonctionnel (thiourée/alkoxide) a été établie. Le système catalytique composé de thiourée TU1 et de méthanolate de potassium (I1) peut catalyser rapidement la polymérisation de l'ODO à température ambiante, donnant un polyester PODO avec une bonne fidélité des groupes terminales et un poids moléculaire moyen jusqu’à 57,8 kg/mol. La caractérisation structurale et thermique montre que le PODO est un polyester amorphe avec une température de transition vitreuse (Tg) de 29,6 °C et une température de dégradation à 5 % de perte de masse (Td, 5%) de 269 °C. Après un prétraitement par alcoolyse, le PODO peut être dépolymérisé sous catalyse de MgCl2 et chauffage sous vide pour récupérer l’ODO ; le monomère recyclé peut être utilisé directement sans purification supplémentaire pour la repolymérisation, réalisant ainsi une conversion en boucle fermée monomère-polymère-monomère. Ce travail offre une nouvelle voie pour la construction de polyesters biosourcés possédant une capacité de recyclage chimique en boucle fermée.

关键词

Polyester biosourcé;Dilactone bicyclique;Polymérisation par ouverture de cycle;Catalyse organique;Recyclage chimique

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