中科大陳昶樂教授課題組 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源于化石燃料等屬于不可再生資源。從可持續發展的角度來看，開發生物質來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來源的共聚單體既能改善聚烯烴非極性的性質，又能減少對化石燃料的消耗，是一種一舉兩得的辦法。降冰片烯類單體在過渡金屬催化的烯烴聚合反應中有對金屬中心毒化弱、配位能力強以及抑制鏈轉移等優點，是極性官能團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.）的基礎上，中國科學技術大學陳昶樂教授課題組將雙取代降冰片烯中的極性官能團更替為極性生物質基團，利用高性能的膦磺酸鈀催化劑，實現了乙烯與生物質基雙取代降冰片烯單體的高效共聚，制備了高生物質基團含量的極性功能化聚烯烴材料。
該類單體在膦磺酸鈀催化劑的作用下，能夠實現與乙烯的高效共聚（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、機械性能、表面性能和光學性能等方面相比于非極性聚烯烴均有較大改變。此外，生物質基團中的內雙鍵還為硫化提供了額外的活性位點。對該雙鍵進一步的功能化，更是可以引入動態交聯網絡。
圖1 含生物質基團的極性聚烯烴材料的性質
該研究成果以“Efficient Synthesis of Polar Functionalized Polyolefins with High Biomass Content”為題發表在Macromolecules，中國科學技術大學的博士生徐夢賀和陳奧為該論文的共同第一作者，中國科學技術大學陳昶樂教授、鄒陳博士后以及合肥工業大學李有桂教授為該論文的共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00086
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（責任編輯：xu）
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