聚乙烯是目前產(chǎn)量最大的合成高分子材料、石化和煤化產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。向非極性的聚乙烯高分子鏈中引入少量的極性官能團(tuán),可以拓寬其用途、提高其商業(yè)價(jià)值。過(guò)渡金屬催化乙烯與極性單體配位共聚的方法,可實(shí)現(xiàn)極性官能團(tuán)化聚烯烴的直接合成,且具有產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)可調(diào)控、降解和交聯(lián)等副反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn),因此在近年來(lái)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而,對(duì)于配位共聚法功能化聚乙烯材料的性質(zhì)研究,直到最近才引起了較多重視。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳昶樂教授課題組深耕于過(guò)渡金屬催化的乙烯與極性單體配位共聚領(lǐng)域,并同時(shí)在新催化劑、新聚合方法和新型功能化聚乙烯材料方面取得了許多研究進(jìn)展。在新型催化劑以及新聚合方法領(lǐng)域發(fā)表了一系列綜述型論文(Nat. Rev. Chem. 2018, 2, 6; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 7192; Polym. Chem. 2019, 10, 2354; ACS Catal. 2018, 8, 5506; Acta Polym. Sin. 2018, 11, 1372)。在聚烯烴領(lǐng)域,針對(duì)乙烯與極性單體共聚新聚催化劑、新調(diào)控手段方面的研究型論文以及綜述型論文很多。但是針對(duì)所制備的功能化聚烯烴材料的性質(zhì)研究以及綜述論文很少。近日,該課題組受邀在《大分子》(Macromolecules)上發(fā)表Perspective文章。該文章在簡(jiǎn)要綜述過(guò)渡金屬催化的乙烯與極性單體共聚在催化劑性能、單體適用性等方面的研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)配位共聚法功能化聚乙烯材料的性質(zhì)研究的進(jìn)展進(jìn)行了綜述與展望。
作者總結(jié)到,對(duì)于配位共聚法功能化聚乙烯材料,目前研究得最廣泛的性質(zhì),是該類材料的表面和相容性質(zhì)。通過(guò)向聚乙烯高分子鏈的結(jié)構(gòu)中引入少量的極性官能團(tuán),能夠顯著改善聚乙烯材料在親水性、染色性、粘接性及其與其它聚合物間的相容性等方面的表現(xiàn),從而拓寬了聚乙烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域。隨后,作者重點(diǎn)綜述了具有定制性質(zhì)的功能化聚乙烯材料。在配位共聚法中,所用的極性單體的結(jié)構(gòu)具有豐富的多樣性、靈活的可設(shè)計(jì)性。通過(guò)使用具有定制功能的極性單體,研究人員可以使聚乙烯材料具有各種目標(biāo)性質(zhì),如彈性、阻燃性、抗菌性、抗氧化性、動(dòng)態(tài)交聯(lián)、自修復(fù)、形狀記憶、光響應(yīng)性、光降解性和催化性質(zhì)等。因此,過(guò)渡金屬催化的乙烯-極性單體配位共聚,為合成新一代功能化聚乙烯材料提供了一個(gè)通用平臺(tái)。最后,作者對(duì)配位共聚法功能化聚乙烯材料的發(fā)展進(jìn)行了展望。
該文章的第一作者是安徽大學(xué)講師譚忱和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后鄒陳,通訊作者為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳昶樂教授。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2021YFA1501700)和國(guó)家自然科學(xué)基金(52025031, 22001004, U1904212, U19B6001)的支持。
全文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c00058
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