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  聚合物刷是一種特殊類型的接枝聚合物，是在線型聚合物上高密度地接枝高分子側鏈。由于側鏈的位阻效應，聚合物刷常呈現出蠕蟲狀或棒狀結構，這種獨特的結構決定了其與傳統線型聚合物不同的性質和功能。聚合物刷在表面涂層、光刻膠、藥物載運、光子晶體等領域都有重要的應用前景。

  由于聚合物刷的主鏈被高接枝密度的側鏈包裹，聚合物刷的結構和性質主要取決于側鏈的結構和性質以及側鏈的接枝密度。高側鏈接枝密度也是聚合是區別于其他接枝聚合物的重要結構參數。受主鏈結構限制，以聚降冰片烯為主鏈的聚合物刷的側鏈間隔為三到五個碳原子；而以聚烯烴為主鏈的聚合物刷，其側鏈至少間隔一個碳原子。為了提高聚合物刷的側鏈接枝密度，吳宗銓教授課題組以聚合物螺旋聚異腈為主鏈，在主鏈碳原子上接枝聚異腈側鏈，實現了高接枝密度螺旋聚異腈分子刷的可控合成。

  聚異腈的主鏈由碳-碳單鍵構成，每個主鏈碳上都有取代基團，能夠形成穩定的螺旋結構。吳宗銓課題組在前期工作的基礎上，設計合成一系列含有五氟苯酚酯側基的螺旋聚異腈，通過酯交換反應，在螺旋聚異腈側基上引入炔鈀催化劑。利用側基的炔鈀催化劑引發新的異腈單體活性聚合將聚異腈側鏈接枝到主鏈上，得到了一系列聚異腈分子刷。核磁、凝膠滲透色譜等研究表明，這種聚合物刷具有非常高的接枝密度，幾乎每個主鏈碳上都接枝有側鏈。由于主鏈和側鏈的聚合反應均是活性可控的，因此可以控制主鏈和側鏈的長度和窄分子量分布。這種聚合方法還具有較廣泛的單體普適性，利用手性異腈單體的可控聚合還可以制備光學活性的螺旋聚異腈分子刷。通過調控聚異腈側基的炔鈀催化劑的密度，還可以實現對聚異腈分子刷側鏈接枝密度的有效調控。

  以上的相關研究成果發表在Macromolecules (2020, DOI. 10.1021/acs.macromol.9b02032)。論文第一作者為合肥工業大學化學與化工學院高分子系碩士生蘇義旭，通訊作者為吳宗銓教授。

  相關鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.9b02032