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  以CO₂作為C1資源合成化學品，不僅有利于緩解溫室效應，還可以減少化石原料的使用，是實現“碳中和”、發展“低碳經濟”的重要技術途徑。其中，利用CO₂與環氧化合物在起始劑存在下共聚制備的CO₂多元醇，可替代傳統的石油基聚醚多元醇或聚酯多元醇用于聚氨酯材料的制備。全生命周期評估表明，生產含有20 wt% CO₂的多元醇相較于全石油基多元醇可減少約11-19 %的溫室氣體排放和13-16 %的能源消耗，并且以CO₂多元醇制備的聚氨酯表現出更優異的耐水解及耐氧化性能。

  聚氨酯泡沫的消費量占聚氨酯消費品的第一位，其往往需要具有高官能度和超低分子量 (<2000 g/mol) 的多元醇作為原料。目前，大多數制備CO₂多元醇催化體系受限于質子耐受性，難以用于制備高官能度和低分子量CO₂多元醇。此外，CO₂多元醇的端基以活性較低的仲羥基為主，制備聚氨酯時需要具有揮發性的小分子有機胺作為催化劑，不符合環保理念。因此，高效合成具有自催化性能的高官能度、超低分子量CO₂基多元醇具有重要的現實意義。

  近日，河北工業大學劉賓元教授團隊與長春應化所王獻紅研究員、劉順杰研究員合作，使用雙金屬氰化配合物 (DMC) 作為催化劑，芳香胺作為起始劑，通過CO₂和環氧丙烷 (PO)共聚，實現了具有自催化功能的超低分子量支狀CO₂基多元醇的合成。該催化體系同時滿足了高活性 (4.1 kg/g DMC) 和高選擇性 (W_cPC < 2.5 wt%) 的要求，均為目前已知合成支化CO₂多元醇的最高水平。該支化CO₂多元醇的主鏈中含有叔胺結構，與異氰酸酯反應時在不加入任何催化劑的條件下成功制備了硬泡聚氨酯，顯示出自催化效果。

圖2. XPS研究DMC與苯胺 (AL), 2-氯苯胺 (2-CA), 2-硝基苯胺(2-NA), 3-硝基苯胺 (3-NA) 和 4-硝基苯胺(4-NA)的相互作用。

圖4. 含有叔胺結構的MOCA-polyol (a), 2-CA-polyol (b) 及不含有叔胺結構的BPA-polyol (c), PPCD-222 (d)用于制備硬泡聚氨酯。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.4c00397