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朱剑波课题组在生物基可循环利用聚酯合成方面取得进展

访问量:发布时间:2021-12-06

由于质轻、耐用、美观、价廉等诸多优点,现代人类生活越来越依赖有机高分子材料。据统计,目前的全球年产量高达5亿吨,但是由于其废弃后不当处置造成严重的生态环境问题和资源浪费。利用生物质原料制备可循环利用聚合物被认为是实现高分子材料可持续性发展的有效途径之一。但是,如何平衡单体的活性和聚合物降解性以及材料的性能之间的矛盾是这一领域的挑战性问题。

针对这一问题,朱剑波课题组利用生物质来源水杨醛和α-羟基酸为起始原料合成了一类新型可循环利用的芳香-脂肪族聚酯。该聚酯体系具有如下优势:(1)采用“酯基与苯环不相连”策略解决了由于苯环的共轭作用钝化羰基的问题,实现高活性开环聚合反应(催化剂用量最低至万分之一,TOF最高达2.1 ×105 h-1);(2)通过改变聚合物链侧基的结构可以有效调控聚合物物理和机械性能; (3)相反构型的等规聚合物通过形成分子间立构复合结晶大大增强材料的结晶性和结晶速率; (4)该类型聚合物可在溶液或本体条件完全降解回到聚合单体,所得单体不经过纯化以相同的活性发生再聚合反应,实现了该类聚合物的单体聚合物闭环循环。

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. 一类新型芳香-脂肪族聚酯的闭环循环

该研究为平衡单体聚合活性与聚合物降解性、材料性能之间的关系提供了新的策略,也为下一代可持续高分子材料的设计提供新的思路。

该研究以“Biobased High-Performance Aromatic−Aliphatic Polyesters with Complete Recyclability”为题发表于Journal of the American Chemical Society (文章链接:https://doi.org/10.1021/jacs.1c10162), 四川大学为第一单位,云顶yd22222021级博士生涂义民为本文第一作者,蔡中正副研究员和朱剑波研究员为共同通讯作者,特别感谢国家自然科学基金委、四川大学、高分子材料工程国家重点实验室的经费支持。

国家自然科学基金委化学学部官方网站在资助成果专栏对该工作进行了专题报道:https://chem.nsfc.gov.cn/Show.aspx?AI=1140

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