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：聚乙烯(PE)和聚丙烯(iPP)是世界上應(yīng)用最廣泛的兩大類商品塑料，年產(chǎn)量分別達到7億噸和5億噸，構(gòu)成了世界近三分之二的塑料。其以優(yōu)良的理化特性和耐用性能及質(zhì)輕、美觀、價廉等特點，取代了一大批傳統(tǒng)的包裝材料，促成了包裝業(yè)的一場革命。然而，聚乙烯和聚丙烯盡管有類似的烴組成，但彼此互不相容，限制了混合廢物的處理，降低了回收產(chǎn)品的價值，制造了大量耐久不腐的塑料垃圾。讓我們的海洋變成了名副其實的白色垃圾場，是21世紀人類面臨的最大威脅之一!
聚乙烯/聚丙烯全球年銷售額達到2000億美元，具有極大的經(jīng)濟價值。毫不夸張地說，塑料(聚乙烯/聚丙烯)的回收利用將會影響到經(jīng)濟及可持續(xù)發(fā)展，絕不容小覷。目前，絕大多數(shù)聚乙烯和聚丙烯的制備采用異相鉻和鈦催化劑。異相烯烴聚合催化劑有許多活性位點，每個分子都有各自的反應(yīng)性差異，導(dǎo)致不同分子量(MW)、分子量分布和微觀結(jié)構(gòu)的聚合物。以聚乙烯和聚丙烯為例，這些差異與相分離抑制了界面粘合，降低了熔融共混物的力學(xué)性能。當這些塑料被回收時，只有大約5%的性能被保留下來而成為低價值的產(chǎn)品。將增容劑用于聚乙烯/聚丙烯的回收，有望將聚乙烯/聚丙烯轉(zhuǎn)化為等價或更高價值的材料，同時降低分揀成本，為塑料回收利用帶來了曙光。
增加聚乙烯和聚丙烯的相容性依賴于大量非晶態(tài)聚合物(≥10%)添加劑的增加，而聚乙烯和聚丙烯中的嵌段共聚物可望起到添加劑的作用。Busico等利用C2對稱的鋯催化劑催化合成了二嵌段共聚物PE-b-iPP。實驗結(jié)果表明，該催化劑通過β-氫消除，使鏈生長受限，結(jié)構(gòu)簡單，其中iPP嵌段被證明是顯著有規(guī)立構(gòu)的。繼續(xù)改進催化劑，使其具有更長的壽命，能夠產(chǎn)生更高分子量的聚乙烯/聚丙烯二嵌段共聚物和多嵌段共聚物是科學(xué)家追求的目標。
最近，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)以吡啶基氨基鉿化合物為烯烴聚合引發(fā)劑可合成高分子量的PE-b-iPP二嵌段共聚物和多嵌段共聚物，并精確控制嵌段的長度。首先活化鉿催化劑和B(C6F5)3，隨后開始丙烯聚合反應(yīng)，得到全同立構(gòu)的聚丙烯。當丙烯完全被消耗后，反應(yīng)釜中加入乙烯即可形成PE-b-iPP二嵌段共聚物。Mn(數(shù)均分子量)值隨著單體的轉(zhuǎn)化線性增長，與理論預(yù)測一致，符合活性聚合反應(yīng)的特征。乙烯嵌段的MW(重均分子量)可由反應(yīng)時間來控制，丙烯嵌段的MW則由丙烯和催化劑的比例來控制，從而達到精確控制聚合物分子量的目的。
通常由于熱力學(xué)不相容性，弱范德華作用以及無定形聚合物在熔融成型材料連接處的積累，使得大多數(shù)商用聚丙烯和聚乙烯顯示很差的界面粘合性。研究者使用一個簡單的剝離試驗評估了含嵌段共聚物和無嵌段共聚物兩種情況下，聚乙烯和聚丙烯層壓組合材料的粘合性。結(jié)果顯示，無嵌段共聚物的層壓組合材料很容易被剝離。
純聚丙烯和聚乙烯在室溫下承受拉力時顯示延展性和機械硬度，然而將兩種材料混合則導(dǎo)致兩個組分的相分離和斷裂點應(yīng)變力的顯著降低，導(dǎo)致機械性能很差。美科學(xué)家開發(fā)出的催化劑體系能夠合成半晶態(tài)聚乙烯/聚丙烯嵌段共聚物，并且可精確控制嵌段的長度和結(jié)構(gòu)。通過合理設(shè)計，這些大分子可與商業(yè)用聚乙烯和聚丙烯形成了牢固的界面。界面強度的增強即可控制商業(yè)聚乙烯和聚丙烯共混物的形態(tài)和機械韌性，提高混合物的沖擊和抗裂性能，使廢棄塑料回收再利用產(chǎn)生更高價值的材料，為塑料垃圾的回收利用提供了有效的解決手段。
