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  聚合物刷是一種特殊類型的接枝聚合物，是在線型聚合物上高密度地接枝高分子側(cè)鏈。由于側(cè)鏈的位阻效應(yīng)，聚合物刷常呈現(xiàn)出蠕蟲狀或棒狀結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了其與傳統(tǒng)線型聚合物不同的性質(zhì)和功能。聚合物刷在表面涂層、光刻膠、藥物載運(yùn)、光子晶體等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用前景。

  由于聚合物刷的主鏈被高接枝密度的側(cè)鏈包裹，聚合物刷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)主要取決于側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及側(cè)鏈的接枝密度。高側(cè)鏈接枝密度也是聚合是區(qū)別于其他接枝聚合物的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。受主鏈結(jié)構(gòu)限制，以聚降冰片烯為主鏈的聚合物刷的側(cè)鏈間隔為三到五個(gè)碳原子；而以聚烯烴為主鏈的聚合物刷，其側(cè)鏈至少間隔一個(gè)碳原子。為了提高聚合物刷的側(cè)鏈接枝密度，吳宗銓教授課題組以聚合物螺旋聚異腈為主鏈，在主鏈碳原子上接枝聚異腈?zhèn)孺湥瑢?shí)現(xiàn)了高接枝密度螺旋聚異腈分子刷的可控合成。

  聚異腈的主鏈由碳-碳單鍵構(gòu)成，每個(gè)主鏈碳上都有取代基團(tuán)，能夠形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。吳宗銓課題組在前期工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合成一系列含有五氟苯酚酯側(cè)基的螺旋聚異腈，通過酯交換反應(yīng)，在螺旋聚異腈?zhèn)然弦肴测Z催化劑。利用側(cè)基的炔鈀催化劑引發(fā)新的異腈單體活性聚合將聚異腈?zhèn)孺溄又Φ街麈溕�，得到了一系列聚異腈分子刷。核磁、凝膠滲透色譜等研究表明，這種聚合物刷具有非常高的接枝密度，幾乎每個(gè)主鏈碳上都接枝有側(cè)鏈。由于主鏈和側(cè)鏈的聚合反應(yīng)均是活性可控的，因此可以控制主鏈和側(cè)鏈的長度和窄分子量分布。這種聚合方法還具有較廣泛的單體普適性，利用手性異腈單體的可控聚合還可以制備光學(xué)活性的螺旋聚異腈分子刷。通過調(diào)控聚異腈?zhèn)然娜测Z催化劑的密度，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聚異腈分子刷側(cè)鏈接枝密度的有效調(diào)控。

  以上的相關(guān)研究成果發(fā)表在Macromolecules (2020, DOI. 10.1021/acs.macromol.9b02032)。論文第一作者為合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院高分子系碩士生蘇義旭，通訊作者為吳宗銓教授。

  相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.9b02032