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浙江大學張興宏教授課題組在富硒聚合物合成研究方面取得進展
2019-12-24  來源:高分子科技

  硒(Se)是一種半金屬元素,位于元素周期表的第六主族,具有與硫相近的化學性質。相比于硫原子,硒原子具有更低的電負性,更大的原子半徑。這些特征賦予了硒高的化學反應活性。含硒的高分子材料是一種功能性材料,在響應性和生物醫學材料具有多種潛在應用,引起了研究者廣泛的興趣。清華大學許華平教授課題組在含硒聚合物的合成以及應用方面做出了杰出貢獻。迄今,關于結構可控的富硒聚合物合成研究的報道仍不多見。

圖1

  最近,浙江大學張興宏教授課題組通過環氧單體與γ-硒代丁內酯的交替共聚,首次實現了主鏈含硒聚酯的合成(圖1)。作者以生物質的γ-丁內酯作為原料,參照文獻方法由兩步反應,得到了γ-硒代丁內酯。然而與γ-丁內酯不同,實驗證實γ-硒代丁內酯的開環聚合非常困難(?40 ~100 °C,有機堿),原因主要在于γ-硒代丁內酯具有更低的環張力。他們采用環張力大的環氧單體與γ-硒代丁內酯進行共聚反應,以有機堿為催化劑,實現了室溫下γ-硒代丁內酯的開環聚合。共聚反應具有近乎完美的交替共聚和區域選擇性反應特征:所得含硒聚酯的交替度> 99%,頭尾結構含量> 99%,且可以由控制單體的量實現“開-關”共聚。所得的含硒聚酯每個鏈節均含有常見的酯鍵和Se醚鍵,且末端基可控,可得到兩端羥基的含硒聚酯,也可得到含Se-Se鍵的含硒高分子。所得含硒聚酯具有好的熱學性能,其初始熱分解溫度高達275°C,玻璃化轉變溫度低至-59°C,溶解于常見有機溶劑中;含硒聚酯具有高的折光指數(1.61?1.62)和良好的離子電導率(摻雜鋰鹽,1.09 ×10?6S/cm,30 °C;1.73 × 10?4S/cm,100 °C),表明這些材料具有潛在的廣闊應用前景。

  以上相關成果發表在Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.9b02025)。文章第一作者為博士生張成建,通訊作者是張興宏教授。

  文章相關鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.9b02025

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(責任編輯:xu)
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