基于二氧化碳共聚物的紫外光固化高分子材料的制备与性能

普通低分子量的二氧化碳共聚物由于预聚体中含有较多的亲水性端羟基, 在紫外光辐照下不能交联而降低材料的耐水性. 为降低亲水性端羟基对材料耐水性的影响, 本文利用锌钴双金属氰化物(Zn-Co DMC)催化剂实现了CO₂与4-乙烯基环氧环己烷、 环氧环己烷的三元无规共聚, 制备出分子量在40000以上, 含C=C双键的脂环族聚碳酸酯; 采用四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯为固化剂, 基于紫外光诱导的双键-巯基点击反应制备了紫外光固化高分子材料. 研究发现, 在5.0 mJ/cm²的紫外光辐照剂量下即可制备出高透明硬化涂层, 在可见光(400~750 nm)波段内透光率达到97.5%, 铅笔硬度达到3H, 对马口铁等基体附着力达到0级. 值得指出的是, 该紫外光固化薄膜的玻璃化转变温度超过110 ℃, 与双酚A型环氧树脂相当, 而且不含苯环等结构, 具有更优异的耐紫外光老化性能.     

高分子铝卟啉体系：二氧化碳基多元醇的高效可控合成

二氧化碳基多元醇(CO₂-polyol)是一种具有经济、环境双效益的聚氨酯前体材料,然而高效催化体系的缺乏制约着该领域的发展.本文将新型高分子铝卟啉(PCAT-Al)催化体系应用于CO₂与环氧丙烷的调节聚合反应,采用癸二酸、均苯三甲酸、均苯四甲酸和二季戊四醇作为链转移剂,实现CO₂-polyol的可控合成.在不同链转移剂条件下,PCAT-Al的催化效率均大于3.6 kg/g,可高效地制备分子量为470～5600 g/mol的CO₂-polyol.以癸二酸制备二元醇时,PCAT-Al的催化效率可达到6.3 kg/g,并保持高产物选择性(W_polyol=98.9 wt%,100℃).值得注意的是,PCAT-Al在制备支化多元醇时展现出比传统DMC催化剂更优异的催化性能.在三元醇、四元醇及六元醇合成中的产物选择性分别达到99.3 wt%,98.2 wt%及95.1 wt%,显著高于DMC体系的88.8 wt%,83.0 wt%及75.8 wt%,表明PCAT-Al体系具有优异的聚合反...     

铝卟啉折叠催化剂催化二氧化碳/环氧化物共聚反应

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300～1250 h^-1)、高选择性(99%)地催化了二氧化碳(CO₂)与环氧化物的共聚反应.值得一提的是,该催化剂可以实现无助催化剂条件下CO₂和环氧丙烷的共聚,催化活性可达525 h^-1,同时聚合物选择性在95%以上,并且在80℃下表现出“类酶”的最佳温度特性.在催化CO₂与环氧环己烷共聚时,催化活性与二氧化碳压力(1～7 MPa)呈线性正相关关系,催化活性最高可达1250 h^-1,聚合物选择性和碳酸酯单元含量保持在99%以上.本文报道的铝卟啉折叠体催化剂为芳香酰胺折叠体在催化领域的发展提供了借鉴,同时也进一步拓展了折叠催化在高分子合成中的应用.     

有机催化精准制备聚酯多元醇：环氧化物原位缓释与捕捉策略

基于低张力五元环张碳酸酯可控缓释环氧化物以及原位捕捉策略，开创了一种有机鎓盐PPNTFA(双(三苯基正膦基)三氟乙酸铵)催化的苯酐PA与环状碳酸酯(碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC)调节共聚反应，成功实现了苯酐聚酯多元醇的简便、高效、精准制备.在180℃下反应30 min，苯酐的转化率和聚合物产率均可达99%以上.通过改变链转移剂的种类和用量可以对目标聚合物微结构、拓扑结构和分子量(M_n,SEC=1300～17700 g/mol)等关键参数进行可控调节.而且，改变环状碳酸酯种类可以按需调整聚酯多元醇的骨架结构.     

微量酸酐诱导增强的二氧化碳/环氧氯丙烷共聚反应

环氧氯丙烷(ECH)与二氧化碳(CO₂)的共聚反应产物具有可修饰的C―Cl键,是实现聚碳酸酯功能化的有效途径,然而该反应一直受制于较长的诱导期.本文提出了一种酸酐诱导增强共聚反应活性的策略,即在CO₂/ECH共聚体系中引入微量环状酸酐以缩短诱导期,提高反应活性.以锌钴氰化络合物(DMC)催化剂为例,在CO₂/ECH共聚体系中仅加入0.1 mol%的不同种类环状酸酐,ECH转化率可达到23.6%～83.6%(40℃,24 h),相比于未添加酸酐体系的低转化率(2.6%),反应活性显著增强.尤其是5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐诱导的CO₂/ECH共聚体系显示出最高的活性增强效应,在28 h内ECH转化率可达98.8%,催化效率为430 g polymer/g cat.,并保持91.3 wt%的聚合物选择性,进而制备出碳酸酯单元含量为68.2%、分子量为16.7 kg/mol的CO₂基聚碳酸酯.进一步采用在线红外等光谱分析技术,证实环状酸酐优先与ECH发生共聚反应生成聚酯活性种是缩短...