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[材料资讯] 陈茂课题组JACS:光催化可控自由基聚合精确合成主链含氟交替共聚物

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发表于 2020-4-21 07:00:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
含氟聚合物具有优异的热稳定性、耐候性、化学惰性、低表面能等特征,在许多领域发挥了难以替代的作用。然而,主链含氟均聚物通常具有较高的结晶度,使其在加工、塑型、后处理等方面操作困难。将含氟单体与其他单体共聚可降低结晶性、提高溶解度、并可引入官能团,是一种制备先进氟材料的重要方法,例如,Halar、Lumiflon、Tefzel等商品化材料均是由氟代烯烃与其他单体共聚获得。

自由基交替共聚

自由基交替共聚
       可逆-失活自由基聚合(RDRP)为丙烯酸酯、苯乙烯等常规无氟单体的活性聚合提供了重要手段。然而,这些方法对于三氟氯乙烯(CTFE)这样的氟代乙烯仍非常困难,甚至被研究人员称为“假活性”。此外,CTFE本身沸点低(-26.2 ℃),聚合通常在高温高压下进行,限制了普通实验室对其相关产物的研究。最近,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的PolyMao(陈茂)课题组通过光催化可控活性聚合,在室温常压的温和条件下成功实现了主链含氟交替共聚物的精确合成,并可通过扩链和后修饰获得各种嵌段交替聚合物。
       本方法得到的聚合物分子量可控,分子量分布窄、链末端保真度高,聚合过程属于一级动力学,各组分聚合度符合交替共聚。在条件优化的过程中,含氟光催化剂与引发剂的筛选发挥了重要作用。
       在获得CTFE与乙烯基乙醚(EVE)的交替共聚物后,共聚物可继续与CTFE、2-氯乙基乙烯基醚(CEVE)进行扩链反应制备主链含氟的嵌段交替聚合物。对氯原子(-Cl)进一步取代可制备各种新型嵌段交替共聚物。例如,我们采用可click反应的叠氮基团及具有聚集诱导发光效应的四苯乙烯基团进行了两种后修饰,展示了可提供各种含氟功能材料的可能性。
        三氟氯乙烯的均聚物与共聚物在许多领域发挥了重要用途,其实用价值不言而喻,本方法为在温和条件下精确制备新型聚三氟氯乙烯提供了有效途径。相关后续应用与底物拓展工作也正在展开。该论文发表在《美国化学会志》 (J. Am. Chem. Soc., DOI 10.1021/jacs.0c01016),作者依次为:蒋昆明, 韩善涛, 马明钰, 张鲁,赵宇澄,陈茂。
      全文链接: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c01016
      更多课题组介绍请点击:http://polymaolab.com/
      我们欢迎对课题组研究方向感兴趣的同学与我们联系,咨询加入课题组的机会(包括夏令营学生、硕士、博士、博士后)。联系方式:chenmao@fudan.edu.cn
      文章来源:复旦大学
        陈茂,复旦大学研究员,博士生导师。2006年毕业于武汉大学化学与分子科学院,2011年获得武汉大学博士学位。之后在美国麻省理工学院从事研究工作,主要研究方向为高分子合成。

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