聚烯烃材料价格低廉、性能优异,在全球塑料市场占有重要地位(2.2亿吨/年)。当前,过渡金属催化的烯烃(共)聚合反应介质普遍使用惰性烃类溶剂,这不仅会对环境造成一定压力,也很难得到均匀分散、形貌规整的聚合物。水作为环境友好型介质,有许多独特的优势,是长期寻求的聚合溶剂。然而,长期以来水对于烯烃配位聚合都是毒化剂的属性。后过渡金属催化剂的发现,使得水相中催化烯烃均聚合成高分子量聚烯烃成为可能,但极性单体和水对金属活性种产生双重毒化作用,使得水相中仅能合成低分子量极性聚烯烃(≤ 15kDa)。因此,水相中催化烯烃与极性单体配位共聚制备高分子量极性聚烯烃仍具有极大的挑战,需要催化剂与聚合方法的创新。
这一研究成果近期以“Aqueous Coordination-Insertion Copolymerization for Producing High Molecular Weight Polar Polyolefins”为题发表在化学综合性期刊Angew. Chem. Int. Ed.杂志上。论文通讯作者为中科院长春应化所简忠保研究员,中科院长春应化所硕士研究生刘宇为第一作者和博士研究生王超群为共同第一作者。
图2. (a) 共聚后直接获得的极性PE分散体在水中的照片。(b) 极性PE在甲苯中的照片。(c) 共聚后直接获得的极性PE分散体的DLS图线
图3. 极性聚乙烯结构和性能
本工作得到国家自然科学基金项目与吉林省科技厅项目资助。
论文链接:Yu Liu, Chaoqun Wang, Hongliang Mu, Zhongbao Jian*, Aqueous Coordination-Insertion Copolymerization for Producing High Molecular Weight Polar Polyolefins.Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202404392.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404392
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