《有機小分子催化的共聚合》是依託華南理工大學，由趙俊鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機小分子催化的共聚合
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙俊鵬
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機小分子催化的聚合反應對高分子在生物、微電子等領域中的套用意義重大，並正日漸成為國際高分子化學最重要的發展方向。在本研究計畫中，申請人將利用有機小分子催化發展兩種共聚合的新方法。首先，我們將以聚酯（polyA）作為大分子引發劑，進行環氧或極性乙烯基單體（B）的有機催化聚合，利用酯交換反應產生的“鏈轉移-嵌入”機制獲得（A與B的）共聚物，並研究共聚物的鏈結構（無規、多嵌段等）與鏈轉移和鏈增長速率的相關性。此外，我們將發展基於“催化劑轉換”策略的有機催化連續聚合方法，將其適用範圍擴展至單取代環氧和生物質ω-烷基環酯，合成帶有不同取代基的聚醚-聚酯類嵌段共聚物。本項目的實施將為開發新型高分子材料提供更豐富的化學思路。
結題摘要
共聚反應是豐富和調控高分子結構和性能的基本化學手段，因而是催化聚合領域的重要研究內容。近二十年來，有機小分子催化的聚合反應逐漸成為高分子合成化學的前沿和主要發展方向之一，但共聚反應，尤其異類單體的共聚在本領域中受到的關注相對較少。在本項目的資助下，我們發展了一系列有機小分子催化的異類單體共聚新體系。首先，我們按原計畫研究了以聚己內酯為引發劑、有機強鹼為催化劑的環氧單體開環聚合；發現該反應條件可促使大分子酯交換和環氧開環同時發生，且前者遠快於後者；這種協同作用導致產物具有高度無規的序列結構，從而發展出一種醚酯無規共聚物合成和聚酯功能化的新策略。此外，我們發展了一種由強鹼到弱鹼的催化轉換策略，突破了強鹼到強酸催化轉換的所有局限，成功實現了醚酯嵌段共聚物的一鍋化高效、可控合成，並具有更廣泛的適用性。我們還將原計畫進行擴展，在無規和嵌段共聚之外，發展有機小分子催化的環氧基開環交替共聚；發現環酚酯和環氧單體在醇的引發作用和有機強鹼的催化作用下能進行嚴格的交替共聚，分子量可達兩萬以上；在催化劑和反應條件使用得當時，產物具有明確的端基和可控的分子結構；還發現弱鹼的催化效率和控制能力均優於強鹼，從而提出基於鏈增長末端和催化劑間質子穿梭的反應機理。本項目的實施為有機小分子催化聚合的發展做出了貢獻，為發展無金屬高分子材料提供了新的化學思路，豐富了可共聚的單體類型以及相應高分子結構和性質，為我們今後在有機小分子催化聚合和共聚方面的進一步深入研究鋪設了道路。
