顆粒在線訊:由于質(zhì)輕、耐用、美觀、價廉等諸多優(yōu)點,現(xiàn)代人類生活越來越依賴有機高分子材料。據(jù)統(tǒng)計,目前的全球年產(chǎn)量高達5億噸,但是由于其廢棄后不當(dāng)處置造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題和資源浪費。利用生物質(zhì)原料制備可循環(huán)利用聚合物被認(rèn)為是實現(xiàn)高分子材料可持續(xù)性發(fā)展的有效途徑之一。但是,如何平衡單體的活性和聚合物降解性以及材料的性能之間的矛盾是這一領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題。
針對這一問題,四川大學(xué)朱劍波課題組利用生物質(zhì)來源水楊醛和α-羥基酸為起始原料合成了一類新型可循環(huán)利用的芳香-脂肪族聚酯。該聚酯體系具有如下優(yōu)勢:(1)采用“酯基與苯環(huán)不相連”策略解決了由于苯環(huán)的共軛作用鈍化羰基的問題,實現(xiàn)高活性開環(huán)聚合反應(yīng)(催化劑用量最低至萬分之一,TOF最高達2.1 ×105 h-1);(2)通過改變聚合物鏈側(cè)基的結(jié)構(gòu)可以有效調(diào)控聚合物物理和機械性能; (3)相反構(gòu)型的等規(guī)聚合物通過形成分子間立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶大大增強材料的結(jié)晶性和結(jié)晶速率; (4)該類型聚合物可在溶液或本體條件完全降解回到聚合單體,所得單體不經(jīng)過純化以相同的活性發(fā)生再聚合反應(yīng),實現(xiàn)了該類聚合物的單體?聚合物閉環(huán)循環(huán)。
圖. 一類新型芳香-脂肪族聚酯的閉環(huán)循環(huán)
該研究為平衡單體聚合活性與聚合物降解性、材料性能之間的關(guān)系提供了新的策略,也為下一代可持續(xù)高分子材料的設(shè)計提供新的思路。
該研究以“Biobased High-Performance Aromatic?Aliphatic Polyesters with Complete Recyclability”為題發(fā)表于Journal of the American Chemical Society, 四川大學(xué)為第一單位,化學(xué)學(xué)院2021級博士生涂義民為本文第一作者,蔡中正副研究員和朱劍波研究員為共同通訊作者,特別感謝國家自然科學(xué)基金委、四川大學(xué)、高分子材料工程國家重點實驗室的經(jīng)費支持。
國家自然科學(xué)基金委化學(xué)學(xué)部官方網(wǎng)站在資助成果專欄對該工作進行了專題報道。
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