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中科大陳昶樂(lè)教授課題組 Macromolecules：基于生物基共聚單體的極性聚烯烴材料
2023-02-16  來(lái)源：高分子科技
  聚烯烴材料是使用最為廣泛的高分子材料之一，但其聚合單體主要來(lái)源于化石燃料等屬于不可再生資源。從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)來(lái)源的烯烴單體是具有重要意義的。在聚烯烴中引入極性的生物質(zhì)來(lái)源的共聚單體既能改善聚烯烴非極性的性質(zhì)，又能減少對(duì)化石燃料的消耗，是一種一舉兩得的辦法。降冰片烯類(lèi)單體在過(guò)渡金屬催化的烯烴聚合反應(yīng)中有對(duì)金屬中心毒化弱、配位能力強(qiáng)以及抑制鏈轉(zhuǎn)移等優(yōu)點(diǎn)，是極性官能團(tuán)插入到聚烯烴中的良好媒介。在之前乙烯與雙取代極性降冰片烯共聚研究工作（Sci. Bull. 2021, 66, 1429-1436.）的基礎(chǔ)上，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳昶樂(lè)教授課題組將雙取代降冰片烯中的極性官能團(tuán)更替為極性生物質(zhì)基團(tuán)，利用高性能的膦磺酸鈀催化劑，實(shí)現(xiàn)了乙烯與生物質(zhì)基雙取代降冰片烯單體的高效共聚，制備了高生物質(zhì)基團(tuán)含量的極性功能化聚烯烴材料。

  該類(lèi)單體在膦磺酸鈀催化劑的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)與乙烯的高效共聚（聚合活性：3.3×105 - 2.04×106 g mol-1 h-1；聚合物分子量：68 - 188 kg mol-1; 共聚單體插入比：1.9- 22.4 mol%）。獲得的極性聚烯烴材料在熱性能、機(jī)械性能、表面性能和光學(xué)性能等方面相比于非極性聚烯烴均有較大改變。此外，生物質(zhì)基團(tuán)中的內(nèi)雙鍵還為硫化提供了額外的活性位點(diǎn)。對(duì)該雙鍵進(jìn)一步的功能化，更是可以引入動(dòng)態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

 

圖1 含生物質(zhì)基團(tuán)的極性聚烯烴材料的性質(zhì)


  該研究成果以“Efficient Synthesis of Polar Functionalized Polyolefins with High Biomass Content”為題發(fā)表在Macromolecules，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的博士生徐夢(mèng)賀和陳奧為該論文的共同第一作者，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳昶樂(lè)教授、鄒陳博士后以及合肥工業(yè)大學(xué)李有桂教授為該論文的共同通訊作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00086

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