华中科技大学解孝林教授团队在可生物降解聚碳酸酯嵌段共聚改性研究中取得新进展
2019-07-15 10:57:19   来源:
近日,《德国应用化学》杂志在线刊发了华中科技大学化学与化工学院解孝林教授研究团队最新研究成果“氧气调控一锅法合成二氧化碳基嵌段共聚物” (Oxygen Triggered Switchable Polymerization for One-Pot Synthesis of CO2-based Block Copolymers from Monomer Mixtures, Angew. Chem. Int. Ed2019, DOI: 10.1002/anie.201906140)。华中科技大学为第一完成单位,论文第一作者是化学与化工学院博士研究生赵亚军王勇博士后是论文的通讯作者。

以温室气体CO2作为廉价、可再生原料的二氧化碳基聚碳酸酯(PPC),在微生物作用下降解为CO2和水,是理想的“从空气中来,到空气中去”的绿色可持续循环高分子材料。由于其优异的水氧阻隔性能和生物相容性,PPC作为石油基高分子材料的理想替代品,可广泛应用于农用地膜、包装和生物医用材料等领域,为解决塑料“白色污染”问题提供有效途径。然而,PPC与传统石油基高分子材料相比,还存在力学、热学性能较差以及生产成本高的难题,因此PPC的高性能化、低成本化加工备受关注。

图1 二氧化碳基嵌段共聚物合成路线

(来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

研究团队以含羧基三硫酯化合物作为二氧化碳共聚反应(ROCOP)和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)的双功能链转移剂,一步合成了一系列聚丙烯酸酯-b-PPC嵌段共聚物 (Angew. Chem. Int. Ed. 201857, 3593-3597)。团队通过持续创新研究,以氧气为分子开关,实现了可控/活性自由基聚合(CRP)到二氧化碳共聚反应(ROCOP)的智能转化,一步合成了聚醋酸乙烯酯-b-PPC嵌段共聚物。该新型嵌段共聚物在一定的条件下可发生水解,具有全生物降解特点,有望作为PPC与淀粉、纤维素共混复合的相容剂,实现PPC的高性能化、低成本化加工。研究工作得到了国家重点研发计划(2016YFB0302400)和国家自然科学基金青年项目(21604027)资助。

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