熱塑性彈性體是指在常溫下顯示橡膠彈性，在高溫下能夠塑化成型的高分子材料。傳統(tǒng)熱塑性彈性大多是基于聚烯烴類分子結(jié)構(gòu)的高分子材料，使用后難以降解回收利用，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。同時(shí)，熱塑性彈性體強(qiáng)度和韌性往往是一對矛盾體，很難同時(shí)兼顧。

針對上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種新型α-螺環(huán)-環(huán)己基丙內(nèi)酯 (α-spiro-cyclohexyl-propiolactone, SHPL)，其在催化劑負(fù)載量低于1 ppm時(shí)仍展現(xiàn)出高開環(huán)聚合反應(yīng)活性。由此得到的聚-3-羥基-2-環(huán)己基丙酸酯（P3HSHP）具有很高的熱穩(wěn)定性以及熔融轉(zhuǎn)變溫度，其 Td, 5% = 364 ℃，Tm = 272 ℃。進(jìn)一步，將SHPL與ε-己內(nèi)酯（CL）進(jìn)行直接共聚，用于制備高強(qiáng)高韌熱塑性彈性體。所合成的梯度共聚物P（CL2000-grad-SHPL500），展現(xiàn)出58.8 ± 4.03 MPa的極限拉伸強(qiáng)度、1959 ± 53%的斷裂伸長率、創(chuàng)紀(jì)錄的600 MJ/m3的韌性以及高于90%的彈性恢復(fù)率（圖1）。SHPL的這些優(yōu)異性能為新型、可持續(xù)高性能熱塑性彈性體的開發(fā)提供了有力支撐。

該工作以題為“Ultratough Thermoplastic Elastomers Based on Chemically Recyclable Cycloalkyl Substituted Polyhydroxyalkanoates”發(fā)表于《Journal of American Chemical Society》。文章第一作者為四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生黃皓毅，本文通訊作者為四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院朱劍波教授和蔡中正特聘副研究員。