废PVC氯化芳烃重获新生

废弃PVC可以回收成一种易于使用的氯化试剂，电解可以以可控的方式从聚合物链中释放氯。然后，这个过程被用于氯化芳香化合物，这种转化经常用于药物生产。

聚氯乙烯是一种用途极其广泛的塑料，应用范围从建筑到时尚。高氯含量使它既耐用又耐火，而DEHP等增塑剂使材料具有灵活性。然而，尽管每年生产大量PVC，但人们普遍认为它是最危险的塑料，通常不会回收。热加工会降解聚合物，释放盐酸和其他有害气体，许多塑化添加剂是致癌的，这意味着必须将废物分开，以避免污染其他加工流程。

在一种新的方法中，安妮·麦克尼尔公司和她在密歇根大学的团队已经将这些限制转化为优势，使用成对电解反应将PVC重新改造为高效的氯化试剂。通过常见的增塑剂DEHP，还原步骤将氯离子从聚合物主链中剥离。这些阴离子的氧化然后产生氯气，氯气可以直接使各种芳香底物功能化。评论说:“这是一个再利用塑料垃圾的独特例子。蒂莫西·诺埃尔他是阿姆斯特丹大学的化学工程师。“聚氯乙烯的氯原子可以用于电化学氯化新分子，这尤其令人印象深刻。”

该团队从一个简单的细胞设置开始，并通过仔细的电分析来探测系统。“第一步是DEHP在电极表面进行还原，”McNeil解释道。“我们相信下一步，还原的DEHP会将一个电子转移到PVC上，从而触发氯以阴离子的形式离开，留下聚合物自由基。”“通过作为一种自由基介质，DEHP允许反应在较低的电压下发生，在电极和PVC之间穿梭电子。这些温和的条件限制了电极表面的非生产副反应，但DEHP在电池内的短寿命仍然是一个问题。麦克尼尔说:“我们正在寻找一种防止DEHP降解的方法，可能是使用一种不同的介质。”“聚合物与降解产物发生反应，所以我们也在考虑添加特定的试剂，以更有效的方式与聚合物宏基发生反应。”

尽管有这些初期的问题，PVC显示出作为氯的替代来源的前景。利用分裂细胞系统，研究小组将各种芳烃暴露在废弃塑料产生的活性氯物种中，并有效地卤化了广泛的基质。在工业上，大约85%的药物合成涉及氯化学，大多数需要能源密集型的盐酸。初步的生命周期评估报告，与此工业标准相比，使用麦克尼尔的氯化法减少了71%的温室气体排放。

“这项工作是非常好的第一步，”Noël评论道。“更好地了解聚合物的其余部分会发生什么，这对提高这一过程的回收率具有巨大的附加值。”

该团队正在继续调查聚合物的命运，并希望最终开发出脱氯链的新用途。麦克尼尔说:“我们仍在努力改进方法。”“但我们希望在未来，一种智能设计的添加剂可以在聚合物的应用过程中发挥作用，并促进其寿命结束时的回收利用。”