常州大学杨宏军、蒋必彪/华南理工大学张广照合作JACS：​在高分子合成方法学上取得突破！发现新型阴离子杂化共聚反应

聚合反应是高分子化学的核心，也是高分子材料合成的基础。共聚反应则是合成新型聚合物和聚合物改性最简单、最有效途径。通常，只有具有相同可聚合基团(双键、端基或环)的单体才共聚，具有不同可聚合基团的单体不能共聚。杂化共聚(Hybrid Copolymerization)正是将含不同可聚合基团的2种或2种以上单体共聚成同一条链。实际上，在高分子合成发展初期，人们就想到了杂化共聚。然而，具有不同可聚合基团的单体的聚合机理也不同，反应活性相差很大，杂化共聚极具挑战性，多年来它只是高分子化学家的一个梦。

2012年，正在中国科大跟攻读博士学位的杨宏军与其导师张广照首次报道了阴离子杂化共聚反应。该反应是连锁聚合和开环聚合反应的杂交融合，聚合的活性中心为阴离子(Macromolecules 2012, 45 (8), 3312-3317)。一年后，日本学者报道了阳离子杂化共聚反应。最近，他们再度合作，发现了一种新型阴离子杂化共聚反应，该反应为乙烯基逐步聚合和开环聚合融合的共聚反应，相关结果已在JACS上在线发表。

该阴离子杂化共聚反应一个重要的应用是含硫聚合物的合成。众所周知，单质硫是地球上含量第十丰富的元素，是石油炼制最多的副产品之一，全球年产量高达8000万吨。但是，单质硫利用率极低，且不断积累和过剩，每年数以千万吨硫只能以粉末或硫砖的形式被弃置于室外。由于单质硫易燃易爆，囤积废弃的单质硫会带来重大安全隐患。此外，单质硫在空气中会缓慢氧化，极易引发酸雨等生态问题。通过该阴离子杂化共聚反应，单质硫与丙烯酸酯类单体在室温下发生共聚，从而可在温和条件下合成富硫聚合物。特别是，聚合物具有优异的拉升强度、断裂伸长率和再加工性能。

不同聚合条件下所制备聚合物的FTIR、DSC，TGA及力学性能曲线

由于丙烯酸单体种类多，引入第三单体共聚后可进一步赋予聚合物各种功能。例如，在聚合物中引入N,N二甲基丙烯酰胺可以赋予聚合物室温自愈合的性能。

阴离子杂化共聚制备室温自愈合富硫聚合物材料

该工作从聚合方法的源头创新，提出了简单条件下富硫聚合物的合成新方法，实现了从“无机硫”到“有机硫”的转化，对于发展新型聚合物材料和硫资源的利用具有重要的理论和应用价值。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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