脂肪族聚酯是一類可再生和可生物降解的環境友好型高分子材料。合成聚酯的傳統方法為逐步縮聚,該方法已經十分成熟,但要求高溫和高真空等苛刻條件,同時需嚴格控制單體投料比才能制備高分子量聚酯。以鏈增長方式進行的開環聚合和開環交替共聚合具有反應條件溫和,聚合物分子量、鏈結構和拓撲結構等可控性好等優點,受到學術界和工業界的廣泛關注。 其中,內酯或交酯開環聚合已成功用于工業制備聚酯材料,如聚丙交酯(PLA)和聚乙交酯(PGA)。環氧烷烴/環酸酐開環交替共聚合則可以制備功能性和結構多樣性的聚酯。在鏈增長聚合過程中,催化劑在控制鏈增長、鏈終止和鏈轉移等反應以及聚合物結構方面起重要作用。相比于其它催化體系,Lewis pairs在催化聚合時更具優勢,Lewis 酸/堿的協同作用提高了催化活性,拓寬了單體選擇性,同時也增加了聚合可控性。
天津大學材料學院李悅生教授研究團隊總結了近年來課題組利用Lewis pairs催化合成環境友好高分子材料的研究進展。深入探討了Lewis pairs相互作用模式、催化性能及聚合行為,分析了Lewis pairs催化環酯開環聚合和環氧烷烴/環酐開環交替共聚的聚合機理,論述了Lewis pairs結構—催化活性—單體選擇性之間的關系。利用Lewis pairs催化體系,制備了環狀聚酯、線形聚酯、嵌段聚酯以及“類聚乙烯”聚酯等;利用Lewis pairs體系催化的環氧烷烴、環酐和環酯的“自切換聚合”,制備了序列可控的聚酯/聚酯和聚酯/聚醚嵌段共聚物。最后,對Lewis pairs在該領域中的發展前景和方向進行了總結和展望。
上述工作以題為“Lewis Pairs催化環酯開環聚合與環酐/環氧化物開環交替共聚”的專論形式發表在《高分子學報》2020年第10期“有機催化聚合專題”(高分子學報, 2020,51(10): 1104-1120, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20111),通訊作者為天津大學材料學院李悅生教授。該工作得到了國家自然科學基金(No. 21971188)的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20111
- 北師大劉正平教授等人獲“全國優秀科技工作者”榮譽 2014-12-23
- 中科院應化所環境友好高分子等“三個重大突破”取得新進展 2013-03-14
- 環境友好高分子材料技術中心在京成立 2009-12-23
- 四川大學朱劍波教授團隊 Angew:開環聚合制備化學可回收的高性能半芳香性聚酰胺 2025-04-11
- 弗吉尼亞理工大學同嶸教授團隊 Angew: 基于可控開環聚合的高分子量、立體規整的環狀功能化聚(α-羥基酸) 2025-04-09
- 中國科大陳殿峰教授/胡進明教授、安徽大學羅根教授 JACS:全C–H策略實現環丙烷插烯開環聚合 2025-03-03
- 華南理工大學趙俊鵬教授課題組在開環交替共聚研究中取得新進展 2018-03-16