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華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授 Green Chem.: 基于“榫卯”靈感開發基于CS?的活化內炔的自發、多組分聚合反應
2023-12-21  來源:高分子科技

  含硫聚合物作為功能性高分子材料具有巨大的應用潛力,但發展結構多樣化、反應高效的含硫聚合物制備反應仍然具有挑戰性。目前硫醇、單質硫和硫化物等已被用作含硫聚合物制備的常用材料,但CS2作為一種容易獲得的富含硫的C1原料,其聚合反應的發展仍十分有限,存在反應條件要求高、耗時長或易產生有害副產物等問題。


  華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授課題組一直致力于發展基于活化炔的高效自發點擊聚合反應(Aggregate, 2023, 4, e350. Macromolecules, 2020, 53, 2516.),并在前期的工作中,觀察到活化內炔單體雖然有合成簡單、穩定性高等優勢,但與末端炔烴相比反應活性顯著降低(如:與胺類單體反應時,需要60 ℃或者更高的反應溫度)。因此,發展溫和條件下內炔單體的聚合反應將進一步推動這一領域的發展。


  借鑒中國傳統“榫卯”建筑中以卯釘嵌入榫頭加固連接的思想,該課題組近期開發了一種CS2為“卯釘”加強仲胺單體和活化內炔單體的自發、多組分、高效、綠色聚合新反應,并高效制備了含硫聚合物如圖1所示。 


1. 活化內炔1a、仲胺2aCS2的自發聚合反應。


  通過在線紅外監測研究表明(圖2),CS2與仲胺單體可先形成親核性的二硫代氨基甲酸衍生物中間體,隨后室溫、無需催化劑的條件下與活化內炔單體在溶劑中發生自發聚合反應,成功地得到了具有分子量的聚(S-;蚁┗-N,N-二烷基二硫代氨基甲酸酯)(PADDCsMw31 900 


2. 添加CS2前后PADDCsDMSO中聚合的在線紅外光譜分析結果


  PADDCs表現出高折射率(在632.8 nm折光指數達到1.7471)、良好的透光率、易于加工、優異的成膜能力和可低溫熱解回收等一系列優異的性能(圖34)?傊撗芯抗ぷ鳛榈湍芎、最大限度地減少廢物產生和有效利用CS2資源制備功能性含硫聚合物開辟了一條綠色高效新途徑 


3 PADDCs聚合物的折光指數 


4. PADDCs的超薄薄膜展開能力


  該工作以“Green Synthesis of Sulfur-Containing Polymers by Carbon Disulfide-based Spontaneous Multicomponent Polymerization”為題發表在Green Chemistry上(Green Chem., 2024DOI: 10.1039/D3GC02415F.),論文第一作者為華南理工大學陳旭博士,通訊作者為華南理工大學秦安軍教授和唐本忠院士。相關研究工作獲得國家自然科學基金、廣東省基金等的資助。


  原文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/gc/d3gc02415f

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(責任編輯:xu)
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