近期，我室在《Chemical Engineering Journal》上发表题为“One-pot green synthesis of liquid crystal polycarbonate towards mechanical robustness, superior fire safety, and efficient closed-loop chemical recycling”的研究论文（Chem. Eng. J. 2025, 515, 163503）。四川大学为论文唯一署名单位，我室2022级硕士研究生王紫霓为第一作者，刘博文研究员和王玉忠教授为通讯作者。
【研究背景】
聚碳酸酯（PC）作为一种重要的工程塑料，综合性能优异，应用场景广泛。而部分高端应用如5G通讯领域要求相关应用材料需同时满足高机械强度、高阻燃性及低介电性能等严苛要求，而纯PC材料自身的性能难以达到上述高标准要求。此外，废弃PC材料的不可回收性加剧了能源与环境危机。现有改性方法（如添加阻燃剂）常导致力学性能下降、回收困难，亟需开发兼具高性能与可循环的新型PC材料。
【主要内容】
这项工作通过一锅熔融聚合法，成功合成了一种新型液晶聚碳酸酯（LCPC）。该LCPC呈现出液晶相。基于“原位成纤力学增强”策略，液晶结构的存在赋予了LCPC优异的机械性能，拉伸强度提高了32%，缺口冲击强度达40 kJ m-2。此外，该材料还具有出色的阻燃性，其极限氧指数（LOI）提升至44.9%，实现薄壁阻燃（0.4 mm厚度通过UL-94 V-0级），同时在锥形量热测试（CCT）中抑烟、抑热效果显著，峰值热释放率（pHRR）和总烟释放量（TSR）分别降低了 62.7%和77.3%。更重要的是，LCPC能够实现闭环化学回收，在温和的条件下解聚成聚合单体，然后再聚合后阻燃性能可以得到良好保持。这项工作不仅提供了实现高性能PC材料的新策略，还为解决了聚合物废弃物相关的关键环境挑战和可持续聚合物设计提供了一个前景广阔的可能方向。
图1. BPA-PC和LCPC的机械性能和介电性能：(a)缺口冲击强度；(b) 缺口冲击测试后样品缺口截面的SEM图像；(c) 拉伸应力-应变曲线和 (d) 拉伸性能测试结果；(e) 弯曲性能测试结果。(f) HDT 测试结果；(g) 介电常数和 (h) 介电损耗。
图2. (a) BPA-PC和LCPC在UL-94测试中的数码照片；(b)BPA-PC和LCPC的LO 测试结果；(c)BPA-PC和LCPC在50 kW m-2 热通量下的HRR曲线、(d) THR曲线和(e) TSR曲线。
图3. (a-c）BPA-PC和（d-f）LCPC在CCT测试后残炭的数码照片、LSM和SEM照片。(g)BPA-PC和LCPC在CCT测试之后的拉曼光谱。(h) Py-GC/MS谱图。(i) LCPC的阻燃机理示意图。
图4. 闭环化学循环：(a) LCPC化学解聚过程的数码照片；(b) 解聚产物的FTIR谱图和 (c) 1H NMR谱；(d)重聚物的UL-94测试过程和(e)LOI测试结果；(f) LCPC的回收示意图；(g) LCPC与已报道的阻燃PC工作综合性能的比较。
该工作创新性地通过分子设计实现了PC的高性能与闭环回收，为可持续高分子材料开发提供新思路。材料综合性能在已报道的阻燃PC工作中优势突出，具备规模化应用潜力。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163503
