開(kāi)發(fā)可持續(xù)聚合物以減少對(duì)化石原料的依賴非常重要。二氧化碳作為可再生原料,不僅可以改善聚合物的降解性,還能降低溫室氣體排放。二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯(CO2-APCs)因其熱穩(wěn)定性和生物降解性,成為替代傳統(tǒng)石油聚合物的有前景材料。盡管CO2的熱力學(xué)穩(wěn)定性使其在聚合物合成中面臨挑戰(zhàn),現(xiàn)有的共聚合方法常需高壓和其他高能原料,還會(huì)產(chǎn)生難以分離的副產(chǎn)品。此外,CO2-APCs的回收仍舊以填埋為主,物理回收往往導(dǎo)致材料性能下降。而化學(xué)回收(CRM)雖然可以將聚合物回收至單體,但現(xiàn)有方法會(huì)導(dǎo)致CO2再次釋放,從而抵消了環(huán)境效益。因此,有必要探索將CO2轉(zhuǎn)化為可聚合中間體的新策略。這類方法應(yīng)致力于實(shí)現(xiàn)聚合物的再聚合與化學(xué)回收,使得CO2固定在聚合物與中間體的閉環(huán)中,將減少CO2的重新排放,從而推動(dòng)更加可持續(xù)的聚合物經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這不僅有助于新材料的研發(fā),也對(duì)環(huán)保和資源循環(huán)利用具有積極意義。
圖2. (A)和(B)通過(guò)有機(jī)膦腈堿t-BuP2催化的ROP反應(yīng)合成的P(M1)的MALDI-ToF MS譜圖;(C) ln(([M]0-[M]e)/([M]t-[M]e))隨時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)曲線; (D) Mn,NMR和D隨單體轉(zhuǎn)化率的變化趨勢(shì); (E)合成的P(M1)的SEC(尺寸排阻色譜)曲線
圖3. 合成的α-取代六元環(huán)狀碳酸酯單體的可能開(kāi)環(huán)位點(diǎn)及相應(yīng)聚合物的微觀結(jié)構(gòu)(頭-尾(HT)、頭-頭(HH)、尾-尾(TT))。
圖4. (A) 熱重分析(TGA)和 (B) 差示掃描量熱法(DSC)對(duì)所有CO2-APCs的熱分析曲線
圖5. (A) P(M1)-P(M5)的180°剝離粘附力測(cè)試結(jié)果;(B) P(M1)-P(M5)的水接觸角測(cè)試結(jié)果
圖6.通過(guò)α-取代六元環(huán)狀碳酸酯與L-丙交酯的順序開(kāi)環(huán)聚合(ROP)合成三嵌段共聚物
最后,利用t-BuP2/硫脲二元催化體系,成功實(shí)現(xiàn)了α-取代六元環(huán)狀碳酸酯與L-丙交酯(L-LA)的可控共聚,合成了一系列結(jié)構(gòu)明確的聚碳酸酯/聚酯三嵌段共聚物。這些材料表現(xiàn)出優(yōu)異的熱性能和多功能性,進(jìn)一步拓寬了CO2衍生聚合物的功能應(yīng)用范圍。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202423162
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