日益嚴格的環境政策和法規的出臺實施，給國內的高分子產業廢棄物處理帶來巨大的挑戰。常規的掩埋和焚燒法不但會產生大量的溫室氣體，還可能排放芳香類、含氮類有毒小分子，污染土壤、大氣和水源，危害自然環境，不能滿足新形勢下法規政策的要求。

高分子材料中的碳、氧和氮等原子以高度有序的形式結合在一起，如果能在處理過程中保留其部分或者全部的有序特性，將其轉化為高附加值的化學品，不但可以避免或者減少處理過程中有毒小分子的排放問題，還具有重要的經濟價值。實現上述目標的關鍵挑戰在于選擇性地打開高分子中的某些化學鍵，保留其他高附加值的碳骨架結構。

中國科學院山西煤炭化學研究所利用前期催化纖維素轉化開發的水相配位不飽和金屬離子高效降解體系選擇性地打開了各種高分子材料中的碳氮鍵、芳香酯鍵、酰胺鍵、醚鍵、脲鍵和氨基甲酸酯鍵等，可高效降解回收環氧樹脂復合材料、不飽和聚酯樹脂復合材料、尼龍、PET聚酯、聚醚和聚氨酯等合成高分子。降解生成的小分子化合物結構明確，很少產生其他廢氣、廢液，原則上可以避免廢物排放問題；減少了碳排放；基本保留了原來的附加值，而且方便循環到材料的合成過程，實現了資源的高效利用和經濟循環，對我國資源結構的調整和能源安全等都具有重要意義。

環氧樹脂可控降解和全成分回收

環氧樹脂在電器、電子、機械、建筑及文體用品等領域有廣泛的應用。特別是與碳纖維復合，得到的復合材料具有高強度、低密度等特點，是目前航空、航天和環保型汽車的必用材料，但由于其分子結構非常穩定，導致其中的高附加值碳纖維回收利用困難。

研究人員利用水相體系配位不飽和的金屬離子催化環氧樹脂中的碳氮鍵選擇性斷裂，而保持碳碳和碳氧鍵的穩定，將環氧樹脂降解生成結構明確的小分子化合物。降解產物漂浮于反應液面上，非常容易與反應體系分離。降解產物含有氨基，可以作為環氧樹脂合成過程的交聯劑使用，研究發現這種新合成的環氧樹脂強度與常規合成的樹脂相當。研究者同時進行了碳纖維增強環氧樹脂復合材料的降解研究，發現碳纖維增強的環氧樹脂降解速率更快，降解后碳纖維沉于反應器底部，降解樹脂浮于液面之上，反應體系可以重復利用8次而反應性能無明顯下降，且碳纖維的模量和強度保留率在95%以上。

 不飽和聚酯樹脂的高效降解

不飽和聚酯樹脂是指具有不飽和鍵的聚酯高分子與交聯單體（如苯乙烯）交聯生成的立體網狀結構不溶、不熔性材料。其與玻璃纖維制成的復合材料稱為玻璃鋼，我國有600萬噸的生成規模，其廢棄物的處理日益成為該行業的社會性問題。

研究人員開發的技術可以選擇性地打開該分子結構中的酯鍵，將不飽和聚酯樹脂降解生成苯酐、二元醇衍生物和苯乙烯-順酐共聚物（SMA）；并開發了相應的分離提純工藝，可以將得到的產物提純精制。得到的苯酐和二元醇衍生物可以循環利用于樹脂的合成過程，而SMA可應用于分散劑、塑料改性劑等領域，在我國有幾萬噸的市場規模，具有重要的經濟價值。

聚氨酯分層次降解和回收

聚氨酯材料大量應用于包裝、衣服、汽車和密封等領域，在我國有1000萬噸以上的生產規模。研究者在水相體系選擇性打開聚氨酯中的氨基甲酸酯鍵和脲鍵，生成聚醚（對聚醚型聚氨酯）、甲苯二胺（TDI前驅體）、MOCA等高附加值的小分子產物，這些降解產物能與反應體系分相、分層，方便回收分離。得到的聚醚化合物如聚四氫呋喃在無溶劑體系降解回收得到四氫呋喃單體，含量在99%以上，收率達95%。本技術降解反應溫度在100～140℃，條件溫和，便于工業化。

PET聚酯纖維（樹脂）的定向降解

PET聚酯在我國有4000萬～5000萬噸的生產規模，主要應用于礦泉水瓶和聚酯纖維等方面。研究人員開發的水相配位不飽和金屬離子催化體系可以將其高效降解為乙二醇和對苯二甲酸，其中得到的聚苯二甲酸在反應體系降溫過程中以晶體的形式析出，無需其他分離工藝，產物的純度可達99.8%，對苯二甲酸的產率達90%。

復合膜中提取聚乙烯工藝

聚乙烯-聚酯、聚乙烯-尼龍復合膜是國內目前廣泛使用的包裝材料，聚乙烯-環氧樹脂復合廢料是生產風力葉片等大型復合材料過程中必不可少的副產品，但這些膜材加工性能差，市場價格低。研究人員開發的技術可以方便地將這些膜材聚酯、尼龍和環氧部分降解除去，得到含量高達99%的聚乙烯，大大提升其市場價值。本技術工藝易于產業化實施，反應溫度在120～180℃，反應體系可以重復多次利用。