雙頭龍是《變形金剛》中博派的怪獸戰士。當其變形為雙頭龍形態時,表現勇猛,野蠻。口中總是呲啦作響,使用氧化射線槍可以腐蝕敵人身體,戰斗力十足。然而與其他睿智的博派戰士相比,雙頭龍總是無法令人信賴,他擁有兩個頭顱,因此就有兩種不同的思想。對于任何事情兩個頭總是意見相反而使身體不知所措,從而導致任務失敗。電影中行動失敗后兩個頭還在互相埋怨雖然給人以幽默十足的感覺,但是總是讓人覺得遺憾。然而,如果雙頭龍的兩個頭能夠做到心往一處想,勁往一處使會發生什么呢?
最近,吉林大學超分子結構與材料國家重點實驗室的張越濤課題組就利用類似雙頭龍的受阻路易斯酸堿對(FLP)實現了生物質基熱塑性彈性體的一鍋兩步法快速合成,并對聚合機理以及熱塑性彈性體的性能進行了詳盡的研究。
圖1. 基于“類雙頭龍” Lewis堿的受阻Lewis酸堿對催化合成生物質基三嵌段熱塑性彈性體。
作為一種生物質基聚合物,聚(γ-甲基-α-亞甲基-γ-丁基內酯)(PMMBL)具有優異的熱性能、抗溶劑性能和抗摩擦性能。將PMMBL作為硬段其去合成三嵌段熱塑性彈性體不僅能夠充分利用上述性質,而且能夠克服PMMBL固有的高脆性。然而,因為與常見線性丙烯酸酯類單體存在巨大的活性差異,MMBL聚合完全后難以聚合線性丙烯酸酯,這導致通過連續加料的方式合成以PMMBL為硬段的三嵌段熱塑性彈性體幾乎是不可能的。
在前期工作的基礎上(Angew. Chem. Int. Ed. 57,17230–17234 (2018);Angew. Chem. Int. Ed. 59, 11613–11619 (2020)),作者設計合成了一系列具有雙引發位點的新型有機膦Lewis堿,并通過兩性離子活性物種單晶結構和動力學實驗證明了兩個引發位點分別引發聚合反應,且互不影響。利用這個“齊心協力型雙頭龍” Lewis堿組成的FLP,作者通過一鍋兩步連續加料的方式快速合成了基于PMMBL的三嵌段熱塑性彈性體。與聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)作為硬段的熱塑性彈性體相比,基于PMMBL的ABA三嵌段聚合物具有更加優越的力學性能和耐熱性能,即使在130°C下仍能保持機械強度。該工作為生物質基單體的高附加值利用以及高溫熱塑性彈性體的制備提供了新的思路。
圖2. 材料力學性能對比。在常溫和高溫環境下,基于PMMBL的熱塑性彈性體的力學性能均優于基于PMMA的熱塑性彈性體。
以上相關成果發表在Nature Communications.(Nature Communications. (2021) 12:4874). 論文的第一作者為吉林大學化學學院博士生白云,通訊作者為張越濤教授。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-25069-6
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