Yi-Chun Chen, Kamani Sudhir K. Reddy, Ru-Jong Jeng and Ching-Hsuan Lin
Green Chem., 2024,26, 10275-10289

國立臺灣大學 高分子科學與工程研究所 鄭如忠教授
國立中興大學 化學工程學系 林慶炫特聘教授

全球正推動減碳運動，各產業紛紛朝向淨零、負碳排以及碳中和目標邁進。近年碳纖複材的環保議題備受討論，尤其風力葉片、汽車及航太產業中，對於收拾退役後的碳纖複材，目前仍以低成本的焚燒及掩埋方式處理，帶來新的環境議題。另外，聯合國環境大會擬定相關減塑公約，針對廢棄塑膠料源，建立多種回收再利用技術，針對廢棄物再利用，亦可達成減碳效益。其中聚碳酸酯為五大工程塑膠之一，用途廣泛且用量逐年攀升，每年產出三億噸的廢棄聚碳酸酯，其量相當可觀。

為實現環境友善，目前對於發展新興材料，主要朝向減碳、綠色化學、廢棄物再利用，及生物基原料的使用。臺大鄭如忠及中興林慶炫教授合作，將廢棄聚碳酸酯以100%原子效率，將其衍生多官能醛基化合物 (WPC-CHO)，與三種生物基多元醇，製備一系列縮醛 vitrimers及碳纖維複合材料。其中，於研究發現，WPC-CHO與不同多元醇，將形成五元環及六元環的縮醛鍵結，使縮醛 vitrimers顯現不同物性。此系列縮醛 vitrimers，與過往縮醛 vitrimers相關文獻相比，具高熱穩定性及耐化性。

另外動態縮醛鍵，賦予材料可再加工性及降解特性，使樹脂及複材走向產品使用週期終端後，可透過簡單的降解，即可將縮醛 vitrimers回收為原料的WPC-CHO與多元醇，達到Closed-loop回收。另外，碳纖複材可完整回收碳纖維，透過鑑定確認與新鮮碳纖無差異，可重複再利用。此材料將符合現今追求減碳淨零永續、循環經濟的需求。