鉴于此,吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室张越涛教授课题组将基于双引发Lewis超强碱的受阻Lewis酸碱对(FLP)应用于全(甲基)丙烯酸酯类TPEs的合成,不仅实现了全(甲基)丙烯酸酯三嵌段共聚物的一步高效合成,而且获得了具有出色机械性能,耐热性和紫外吸收性能的新型全(甲基)丙烯酸酯类TPEs。具体研究思路如下:首先从提高合成效率的角度出发,作者猜想当两种单体共聚时,如果能用一步法实现不同种类单体的顺序聚合将极大地提高嵌段共聚物的合成效率。然而,由于传统聚合方法一般对单体浓度呈一级动力学,聚合速率随着单体浓度的降低而下降,不可避免地形成随机共聚的链段。与之形成鲜明对比,Lewis酸碱对聚合(LPP)体系对单体呈零级动力学,聚合速率更快的单体会保持速率优势直至单体消耗殆尽,这样就能得到近乎完美的两嵌段共聚物(使用单引发Lewis碱)或三嵌段共聚物(使用双引发Lewis碱)。在解决合成问题后,作者进一步考虑提高全(甲基)丙烯酸酯类TPEs的机械性能。由于甲基丙烯酸酯的酯基部分会显著影响TPEs的微相分离和机械性能,作者认为将富含芳香结构且具有高玻璃化转变温度的木质素衍生聚合物——P(M)SMA引入到TPEs的合成可能提高相分离水平,进而提高机械性能。
基于上述考虑,作者合成了一系列双引发Lewis超强碱(图1),并将其应用于全(甲基)丙烯酸酯三嵌段共聚物的合成。GPC曲线,单体转化率随时间变化曲线和扩散序谱(DOSY)有力证实了作者的猜想,即通过一步加料的方式就可以获得结构明确的全(甲基)丙烯酸酯三嵌段共聚物。(图2)
One-Step Synthesis of Lignin-Based Triblock Copolymers as High-Temperature and UV-Blocking Thermoplastic Elastomers
Yi Wan, Jianghua He, Yuetao Zhang*, Eugene Y.-X. Chen
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202114946