浙江大學張興宏/張成建團隊 Macromolecules：無金屬催化二硫化碳與氧雜環(huán)丁烷交替共聚
2023-09-04 來源：高分子科技
二硫化碳（CS2）是一種常見、重要而又便宜的含硫溶劑，我國年產(chǎn)量達80萬噸，排放的CS2嚴重危害自然環(huán)境。將CS2轉(zhuǎn)化為有價值的含硫聚合物對環(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)復雜，且產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)物。
近期，浙江大學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單混合的有機雙組份催化體系，實現(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）。該共聚反應效率高，TOF為1103 h-1，沒有小分子副產(chǎn)物生成。所得共聚物是結(jié)晶性的，熔點為83℃（圖3a），拉伸強度為20.7±3.1MPa，斷裂伸長率為480±20%(圖3d)。泛函密度理論揭示了烷基硼活化氧雜環(huán)丁烷，并與增長鏈陰離子形成絡合物從而實現(xiàn)交替鏈增長的機制。
圖1 雙組份有機催化二硫化碳與氧雜環(huán)丁烷共聚（與傳統(tǒng)(salen)CrCl催化效果對比）。
圖2 聚合物的核磁圖和動力學圖
圖3 聚合物的DSC曲線、WAXD曲線、拉伸曲線和照片
此項工作由共同第一作者馮國飛、馮西敏和劉雄協(xié)力合作完成的。其中馮國飛和馮西敏完成了所有共聚實驗、樣品測試和性能表征的工作，劉雄完成了計算工作，支持了實驗結(jié)構(gòu)。通訊作者分別為張成建副研究員和張興宏教授。所有作者感謝國家自然科學基金和浙江省科學技術(shù)廳的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c01300
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（責任編輯：xu）
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