《烯-炔易位聚合構築有規立構的納米介電聚合物》是依託華東師範大學，由謝美然擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：烯-炔易位聚合構築有規立構的納米介電聚合物
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝美然
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
發展絕緣/導電型納米介電材料，是介電聚合物研究的新動向。本項目擬將具有活性特徵的開環易位聚合和易位環化聚合聯用，製備結構和組成可裁剪、有規立構和功能性易調控的絕緣/導電型烯-炔嵌段共聚物；並經“聚合誘導自組裝”，原位構建以聚乙炔為核、聚烯烴為殼的納米結構。通過強吸電子基團、離子基團和共軛鏈的引入，強化各功能單元的偶極極化、離子極化或電子極化的作用；並結合納米尺度腿設紋牛的核-殼界面極化和不對稱空間結構的正向貢獻，來實現對聚合物介電性能的顯著提升，以期獲得一類立構規整性強、介電常數高、介電損耗小、穩定性和成膜性好的烯-炔嵌段共聚物納米新材料。本項研究旨在建立易位聚合聯用的可靠方法，為聚合物鏈的有規立構和介電性能的有效調控提供翔實的依據，這對於豐富和發展高分子化學和新材料體系，具有重要的科學意義。
結題摘要
研究絕緣/導電型納米介電聚合物，是介電材料發展的新動向。本項目利用易位聚合製備結構和組成可裁剪、有規立構和功能性易調控的頌捉棗絕緣/導電型嵌段共聚物，通過聚合物在選擇性溶劑中自組裝，構建以導電鏈段為核心、絕緣鏈段為外層的納米結構。通過極性基團、離子基團和共軛鏈，強化功能單元的偶極、離子、電子、納米界面多重極化作用，獲得了立構規整性好、介電常數高、介電損耗小、儲能密度高的全聚合物納米介電新材料。通過系統性研究，圓滿完成了研究計畫和預期目標，取得豐碩成果。主要包括：（1）光回響嵌段共聚物。通過ROMP反應，合成含肉桂酸酯和偶氮苯側基的降冰片烯類嵌段共聚物。endo-構型立構嵌肯婚仔段的介電常數（15.5）比exo-構型嵌段（7.1）高，體現有規立構鏈的貢獻。肉桂酸酯基紫外交聯，自由體積降低，介電常數提高到16.6；強極性偶氮苯側基使介電常數較高（19.1），介電損耗低（0.02），在240 MV m-1場強下儲能密度為5.54 J cm-3，光照介電常數可逆變化。光異構化和交聯調控和改善了聚合物的介電性能。（ii）烯-炔嵌段共聚物。利用ROMP-MCP串聯反應，合成含多種極性側基的烯-炔嵌段共聚物，可組裝成結構規整的不同納米形貌，絕緣性外層對導電性核心的禁止保護作用，有效地抑制導電鏈段的漏電現象，介電常數升為30，介電損耗低犁探至0.002，在450 MV m-1場強下儲能密度達到11.45 J cm-3，能量轉換效率高達99%。實現了聚合物納米結構的可控改性，並首次觀察到共軛鏈發生榜墓拔反常規的先Alder-ene、後Diels-Alder反應，使介電常數從16.2增加到20.3，儲能密度從6.46 J cm-3增加到9.95 J cm-3。（iii）基於梯蕃結構的嵌段共聚物。將梯蕃離子導電域、電子導電域、離子-電子雜化導電域（HCD）引入嵌段共聚物中，構建多重極化的全聚合物納米介電材料，抑制了“分子兆乎洪棄複合物”的漏電流和介電損耗，介電常數和介電損耗分別為33和0.02，儲能密度達到9.96 J cm-3，遠高於商品化BOPP介電膜（400 MV m-1為1.6 J cm-3）和大多數介電聚廈仔全合物。完成本課題，為易位聚合和全聚合物介電儲能性研究提供了重要參考。
