热塑性弹性体(TPEs)结合了橡胶的高弹性和塑料的易加工特性，在电子、医疗、航空航天等多个领域得到广泛应用。2023年，全球TPE市场规模达到251.5亿美元，并保持快速增长态势。然而，目前商业化的TPEs大多依赖石油基原料生产，其碳-碳主链结构稳定且难以降解，引发了资源消耗和环境污染等问题。因此，开发采用绿色原料、性能优良且能够化学回收的新型TPEs，成为推动行业发展的关键方向。

近年来，可化学循环的TPE材料受到广泛关注。这类材料在使用后可以在特定条件下解聚为单体，这些单体可以重新用于聚合制备TPE，从而实现从聚合物到单体再到聚合物的闭合循环过程。但现有报道的可化学循环TPE材料仍面临回收效率较低、单体分离纯化步骤复杂以及材料性能难以达到实际应用要求等挑战。

针对这些问题，青岛科技大学的沈勇教授和李志波教授团队开发出一种新型高性能可闭环回收TPEs。该材料选用生物基β-甲基-δ-戊内酯(βMVL)和对二氧环己酮(PDO)作为单体，通过一锅法顺序开环共聚技术制备而成，不仅展现出卓越的综合性能，还能实现高效的闭环回收。

研究团队以βMVL和PDO为原料，采用有机碱/脲二元催化体系，通过一锅法顺序开环共聚，成功制备了结构明确的ABA型三嵌段共聚物PPDO-b-PβMVL-b-PPDO。通过调整分子量、硬段体积分数和拓扑结构，研究人员实现了对材料性能的精确控制。制备出的TPEs表现出优异的综合性能，其力学性能优于部分商用SBS、SIS等苯乙烯类TPEs。特别是三臂星型结构的TPE-6材料，拉伸强度达到21.1 MPa，断裂伸长率为1054%，弹性回复率可达93.5%。TPE-6的玻璃化转变温度低至-45.2°C，在低温环境下仍保持良好的弹性和柔韧性；其最高使用温度达到81.3 °C，远高于此前报道的可回收TPEs（约40 °C），与商用SBS（YH-791,79.3 °C）和SIS（YH-1209,73.9 °C）的使用温度上限相近，弥补了可化学循环TPEs在高温性能方面的不足，满足了多种实际应用场景的需求。

在0.5 wt%辛酸亚锡催化下，该材料在140 °C条件下进行本体解聚，通过减压蒸馏可以回收得到原始单体的混合物，单体比例与初始投料比一致，总回收率高达94%。单体混合物可以通过柱层析方法进行分离，分离后的单体重新聚合制备的TPE-R在结构和性能上与原始材料保持一致。此外，单体混合物也可以通过精馏进行分离，二次蒸馏后得到的粗单体（纯度97%的βMVL与纯度89%的PDO）直接共聚可以制备梯度嵌段共聚物(TPE-SR)。该材料的拉伸强度为11.9±1.2 MPa，断裂伸长率为1070±130%，弹性回复率为90.4±0.6%，最高使用温度为81.7 °C，综合性能仍能满足大多数应用场景的要求。相比于传统的柱层析分离回收方法，这种精馏分离策略操作更简便、能耗更低，更适合工业化大规模生产。

相关研究成果以“High-Performance and Closed-Loop Recyclable Thermoplastic Elastomers from Sequential Ring-Opening Copolymerization of Biobased β-Methyl-δ-valerolactone and p-Dioxanone”为题发表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering期刊上。青岛科技大学博士研究生王丽颖为论文的第一作者，青岛科技大学沈勇教授和李志波教授为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家青年科学基金(B类)和山东省泰山学者项目的支持。