海洋工程材料团队
[研究进展]陈烨同学有关环氧单体有机无金属催化开环聚合与共聚的综述发表在高分子学报上
发布时间: 2020-12-27 浏览次数: 188

标题:

环氧单体的有机/无金属催化开环聚合与共聚


摘要:

环氧化合物具有易于开环反应的三元环醚骨架和变化万千的侧基,是高分子合成的基本原料和单体类型。以环氧的开环反应为基础构建的杂链聚合物在性能上是碳链(聚烯烃类)聚合物的重要补充,在科学研究、工业生产以及日常生活中应用广泛。除同源单体均聚外,环氧还易与多种异源单体(包括环酯、环状酸酐、二氧化碳及其衍生物等)进行无规、交替和嵌段等共聚反应,生成主链结构显著异于脂肪族聚醚,而侧基丰富易调节的杂链聚合物。这极大地拓展了杂链聚合物的结构与性能,使其成为高分子材料应对日益增长的性能需求和精细应用的中流砥柱

21世纪初以来,有机/无金属催化聚合获得了前所未有的快速发展,为环氧基聚合反应注入了新的活力。尤其是近年来,Lewis酸碱型双组分无金属催化体系在该类聚合反应中展现出优异的催化效率和选择性,并且在环氧基高分子合成的简便化、绿色化、序列控制等方面实现了较大突破。

华南理工大学赵俊鹏教授在特约综述中介绍了有机/无金属催化的环氧基聚合反应研究近况,概述了催化体系由单组分到双组分的发展历程,主要囊括环氧单体的均聚反应,环氧与异源单体的无规、交替和嵌段共聚反应,乃至连续性交替-嵌段共聚反应。单组分/弱亲核性强碱,因其催化机理简单明了、活性可调节、对高分子结构的控制性较好等特点曾经风靡一时。随后,有机碱-质子/Lewis酸型双组分无金属催化体系的兴起,通过酸碱性、结构、比例和适用单体等诸多调节因素的组合排布,实现了提高催化效率、减少催化剂用量、调控催化活性、获得化学/区域/序列选择性、优化合成策略、简化合成步骤、降低催化剂残留物毒性、丰富环氧基高分子结构和性能等进步。

该研究今后面临的任务和挑战将包括:明确催化-聚合机理,完善催化剂设计和优化策略,提高催化剂的水、氧、热耐受性和立体/对映体选择性,加强有机/无金属催化和其他聚合方法的协作以及光、电、微波等激发-控制手段的融入,进一步丰富环氧及共聚单体的结构和类型,阐明环氧基同源/异源共聚物的构性关系和应用方向等。