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  隨著化石資源的日漸枯竭和環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，利用二氧化碳與環(huán)氧烷烴共聚制備可降解的脂肪族聚碳酸酯成為高分子學(xué)科的重要研究內(nèi)容。將脂肪族聚碳酸酯進(jìn)行嵌段化設(shè)計(jì)，不僅可以有效提高材料的熱、機(jī)械性能，還可以利用其微相分離特性制備功能性的納米材料，進(jìn)而拓展至集成電路（Nano Lett. 2017, 17, 1233；Macromolecules 2018, 51, 791）和自愈合材料（Macromolecules 2018, 51, 1308）等領(lǐng)域。

  目前，制備二氧化碳聚碳酸酯嵌段共聚物最常用方法為大分子鏈轉(zhuǎn)移法。盡管此法操作較為簡單，但反應(yīng)過程中往往需要加入大量的鏈轉(zhuǎn)移劑，導(dǎo)致所制備的嵌段共聚物分子量不高、反應(yīng)過程中催化活性失活、以及產(chǎn)物嵌段效率低（混有大量均聚物）等問題，嚴(yán)重影響了嵌段共聚物的微相分離和后期使用。

圖1. 兼具配位聚合和自由基聚合功能的BDI-Zn催化劑及其晶體結(jié)構(gòu)

  針對這一技術(shù)難題，近日浙江大學(xué)伍廣朋研究員在前期二氧化碳基嵌段共聚物設(shè)計(jì)、組裝和應(yīng)用拓展的基礎(chǔ)上對嵌段共聚物的合成方法進(jìn)行了深入研究和新的成功嘗試。作者以β-二亞胺鋅(BDI-Zn)為催化劑骨架，將可催化二氧化碳和環(huán)氧烷烴的引發(fā)基團(tuán)設(shè)計(jì)為一種RAFT引發(fā)試劑，制備了兼具配位催化和可控自由基聚合的雙功能催化體系（圖1），一鍋法實(shí)現(xiàn)了多種嵌段共聚物的高效合成（圖2），并通過對反應(yīng)條件的優(yōu)化，首次合成了具有熱響應(yīng)的PCHC-b-PNIPAM材料。

圖2. a) 催化劑的合成路徑以及b)二氧化碳基嵌段共聚物的合成策略。

  這一催化體系的創(chuàng)制有效破解了上述鏈轉(zhuǎn)移法制備二氧化碳嵌段共聚物的技術(shù)缺陷，為設(shè)計(jì)合成高嵌段效率和功能性的二氧化碳基嵌段共聚物提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。相關(guān)研究以“A Bifunctional β-Diiminate Zinc Catalyst with CO2/Epoxides Copolymerization and RAFT Polymerization Capacities for Versatile Block Copolymers Construction” 為題，發(fā)表在新一期的Macromolecules, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00576。

  碩士研究生張瑤瑤和楊貫文為該論文的第一二作者，伍廣朋研究員為通訊作者，該研究得到了國家自然科學(xué)基金和浙江大學(xué)百人計(jì)劃的支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b00576