二硫化碳(CS2)是一種常見(jiàn)、重要而又便宜的含硫溶劑,我國(guó)年產(chǎn)量達(dá)80萬(wàn)噸,排放的CS2嚴(yán)重危害自然環(huán)境。將CS2轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的含硫聚合物對(duì)環(huán)境和聚合物材料具有重要意義,CS2與環(huán)醚包括三元環(huán)氧化物和四元環(huán)醚的交替共聚是重要的途徑,但所得聚合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)物。
近期,浙江大學(xué)張成建副研究員和張興宏教授在《Macromolecules》上發(fā)表了題為“Metal-Free Alternating Copolymerization of CS2 and Oxetane”的文章。該課題組利用烷基硼和鎓鹽組簡(jiǎn)單混合的有機(jī)雙組份催化體系,實(shí)現(xiàn)了CS2和氧雜環(huán)丁烷的交替共聚(圖1),首次得到了交替共聚的聚二硫代碳酸酯(圖2)。該共聚反應(yīng)效率高,TOF為1103 h-1,沒(méi)有小分子副產(chǎn)物生成。所得共聚物是結(jié)晶性的,熔點(diǎn)為83℃(圖3a),拉伸強(qiáng)度為20.7±3.1MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為480±20%(圖3d)。泛函密度理論揭示了烷基硼活化氧雜環(huán)丁烷,并與增長(zhǎng)鏈陰離子形成絡(luò)合物從而實(shí)現(xiàn)交替鏈增長(zhǎng)的機(jī)制。
圖3 聚合物的DSC曲線(xiàn)、WAXD曲線(xiàn)、拉伸曲線(xiàn)和照片
此項(xiàng)工作由共同第一作者馮國(guó)飛、馮西敏和劉雄協(xié)力合作完成的。其中馮國(guó)飛和馮西敏完成了所有共聚實(shí)驗(yàn)、樣品測(cè)試和性能表征的工作,劉雄完成了計(jì)算工作,支持了實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。通訊作者分別為張成建副研究員和張興宏教授。所有作者感謝國(guó)家自然科學(xué)基金和浙江省科學(xué)技術(shù)廳的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c01300
- 沈化大李東翰、中科大陳昶樂(lè)等 Adv. Sci.:高含氟聚合物“一鍋法”連續(xù)反應(yīng)-實(shí)現(xiàn)可自由基型光固化反應(yīng)型高含氟低聚物高效合成 2025-05-30
- 青科大沈勇團(tuán)隊(duì) Angew:結(jié)晶 / 沉淀驅(qū)動(dòng)δ-硫代戊內(nèi)酯非平衡開(kāi)環(huán)聚合制備具有優(yōu)異阻隔性能的閉合循環(huán)聚硫酯材料 2025-05-14
- 深圳大學(xué)王澤凡、朱才鎮(zhèn)等 Macromolecules: 纏結(jié)與晶體內(nèi)鏈傾斜角如何影響超高分子量聚乙烯單軸拉伸過(guò)程中的晶體取向 2025-04-14
- 長(zhǎng)春應(yīng)化所陶友華研究員課題組 Angew:差異性催化位點(diǎn)間的“拉鋸”實(shí)現(xiàn)高效高選擇性的開(kāi)環(huán)共聚 2022-07-19
- 蘭州大學(xué)鄔金才教授課題組 Angew:手性位點(diǎn)輔助鏈末端控制的立體專(zhuān)一性手性環(huán)酯交替共聚 2024-11-04
- 汕頭大學(xué)張和鳳教授團(tuán)隊(duì) Macromolecules:通過(guò)構(gòu)建D-A型簇實(shí)現(xiàn)馬來(lái)酰亞胺類(lèi)非共軛聚合物的紅色熒光發(fā)射 2024-04-15
- 北京大學(xué)吳凱/劉婧團(tuán)隊(duì) Nat. Commun.:化學(xué)計(jì)量比調(diào)控的表面交替共聚 2024-01-26