聚乙烯是目前產量最大的合成高分子材料、石化和煤化產業的主要產品之一,在國民經濟中占有重要地位。向非極性的聚乙烯高分子鏈中引入少量的極性官能團,可以拓寬其用途、提高其商業價值。過渡金屬催化乙烯與極性單體配位共聚的方法,可實現極性官能團化聚烯烴的直接合成,且具有產物微觀結構可調控、降解和交聯等副反應少等優點,因此在近年來受到了學術界和工業界的廣泛關注。然而,對于配位共聚法功能化聚乙烯材料的性質研究,直到最近才引起了較多重視。
中國科學技術大學的陳昶樂教授課題組深耕于過渡金屬催化的乙烯與極性單體配位共聚領域,并同時在新催化劑、新聚合方法和新型功能化聚乙烯材料方面取得了許多研究進展。在新型催化劑以及新聚合方法領域發表了一系列綜述型論文(Nat. Rev. Chem. 2018, 2, 6; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 7192; Polym. Chem. 2019, 10, 2354; ACS Catal. 2018, 8, 5506; Acta Polym. Sin. 2018, 11, 1372)。在聚烯烴領域,針對乙烯與極性單體共聚新聚催化劑、新調控手段方面的研究型論文以及綜述型論文很多。但是針對所制備的功能化聚烯烴材料的性質研究以及綜述論文很少。近日,該課題組受邀在《大分子》(Macromolecules)上發表Perspective文章。該文章在簡要綜述過渡金屬催化的乙烯與極性單體共聚在催化劑性能、單體適用性等方面的研究進展的基礎上,重點對配位共聚法功能化聚乙烯材料的性質研究的進展進行了綜述與展望。
作者總結到,對于配位共聚法功能化聚乙烯材料,目前研究得最廣泛的性質,是該類材料的表面和相容性質。通過向聚乙烯高分子鏈的結構中引入少量的極性官能團,能夠顯著改善聚乙烯材料在親水性、染色性、粘接性及其與其它聚合物間的相容性等方面的表現,從而拓寬了聚乙烯材料的應用領域。隨后,作者重點綜述了具有定制性質的功能化聚乙烯材料。在配位共聚法中,所用的極性單體的結構具有豐富的多樣性、靈活的可設計性。通過使用具有定制功能的極性單體,研究人員可以使聚乙烯材料具有各種目標性質,如彈性、阻燃性、抗菌性、抗氧化性、動態交聯、自修復、形狀記憶、光響應性、光降解性和催化性質等。因此,過渡金屬催化的乙烯-極性單體配位共聚,為合成新一代功能化聚乙烯材料提供了一個通用平臺。最后,作者對配位共聚法功能化聚乙烯材料的發展進行了展望。
該文章的第一作者是安徽大學講師譚忱和中國科學技術大學博士后鄒陳,通訊作者為中國科學技術大學的陳昶樂教授。該工作得到了國家重點研發計劃(2021YFA1501700)和國家自然科學基金(52025031, 22001004, U1904212, U19B6001)的支持。
全文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c00058
- 大連理工大學劉野教授《J. Catal.》:鎳/鈀催化劑制備主鏈羰基功能化聚乙烯產品 2022-12-27
- 青科大李志波/劉紹峰教授團隊 ACS Catal.: 新型鉿金屬催化劑鏈穿梭聚合制備高熔點烯烴嵌段共聚物OBC 2025-05-11
- 浙理工王新平/周嫻婧與斯德哥爾摩大學Jiayin Yuan教授ACS Macro Lett.: 溫控“開-關”的三氮唑聚離子液體催化劑 2025-04-25
- 化學所劉國明研究員/國科大王洋副教授 JACS:單催化劑無鏈轉移試劑合成烯烴嵌段共聚物 - 介紹及一作解讀 2025-04-16
- 中山大學高海洋教授課題組《Macromolecules》:平面四邊形構型的α-二亞胺鎳配合物及其催化乙烯聚合中的鎳–苯基作用效應 2022-05-07
- 東華大學蔡正國教授與中國科大陳昶樂教授《Angew》: 氫鍵策略制備異相催化劑用于乙烯與極性單體共聚 2021-06-04
- 中科院長春應化所崔冬梅研究員:稀土催化極性單體配位均聚及與非極性單體共聚的聚合行為和機理研究 2019-11-13