本报讯（记者孙丹宁）近日，大连理工大学教授刘野等首次实现了羰基在聚酮链中的宏观均匀分布，让材料性能可以“按需定制”，成功实现了聚乙烯与尼龙的高效兼容，为混合塑料回收开辟了新路径。相关成果发表于《美国化学会志》。

在塑料家族中，有一类由乙烯和一氧化碳交替排列而成的特殊材料——聚酮。它强度高、耐化学腐蚀，但有致命缺点——加工温度高达252℃，几乎无法熔融成型。传统合成方法只能得到严格交替的链结构，限制了材料设计的灵活性。每年，全球产生超3亿吨塑料垃圾，其中聚乙烯和尼龙因化学性质差异难以混合回收，如何将这两种“水火不容”的塑料转化为高性能材料是研究的重要方向之一。

该研究中，科研团队开发了一套“智能调气”技术，像精准调节油门一样控制气体比例。在反应开始时，乙烯和一氧化碳按9：1的比例通入，帮助材料形成特定骨架；在反应过程中，再实时调整气体比例，让两种气体消耗速度匹配。最终获得的聚酮材料结构均匀，彻底解决了传统方法产物“分层”的问题，并能自由控制材料中羰基的含量，实现材料性能的“按需定制”。

结构分析显示，该新材料具有独特的“长短链交替”架构：短极性段可以与尼龙形成氢键结合，而长非极性段可以诱导聚酮与聚乙烯共结晶。这种结构像“分子拉链”，同时完美匹配聚乙烯和尼龙的特性需求，使原本不相容的聚乙烯和尼龙在微观层面紧密结合。该复合材料的抗冲击强度提高3倍，断裂伸长率从42.9%跃升至437%。

该研究首次揭示了非极性聚乙烯与极性交替聚酮的相演化机制，通过“长程无序-短程有序”的链结构设计，打破了传统交替共聚的局限，证明非交替结构不是缺陷，而是性能调控的新维度，就像为聚乙烯和尼龙搭建了分子拉链桥梁，让它们在界面处“握手言和”。此外，该非交替共聚反应是均相聚合反应，没有淤浆聚合反应釜结垢的问题，金属催化剂更容易回收利用，更易于工业放大。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1021/jacs.5c09549