一釜合成多嵌段CO2基共聚物及其结构与性能

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21474083
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0109.高分子合成
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Multiple block copolymers have attractive features of polycarbonate with varied Tgs and polyester with varied Tms. Such copolymers are potential to enlarge the application of CO2-based copolymers due to its easy-to-tuned strucutre and properties. However, to our knowledge, there are still no reports on synthesizing such CO2-based multiple block copolymers. This project provides a new catalytic hetero-block-exchanging polymerization to afford CO2-based multiple block copolymers by two catalysts in one system for catalyzing the mixed monomers for the first time. For this aim, this project will focus on two key issues: 1) the screening of the catalyst pairs: one is for CO2/epoxide copolymerization (Cat.1), and the other is for ring-opening polymerizatoin of cyclic ethers (Cat.2). Both catalysts cannot poison each other in one system but support fast chain transfer reaction and chain exchange reaction. In this system, three mixed monomers, CO2, epoxide and cyclic ether will be polyermerized by two catalysts, produing polycarbonate and polyester independently.Supposed that two catalysts have no ability to resolute the hydroxyl-terminated polycarbonate or polyester, hetero-block-exchanging reaction will occur and produce multiple blocks. 2) the control of hetero-block-exchanging reaction for well-controlledly producing multiple block copolymers, including the selectivity of epoxides and cyclic ethers, the systematic investigation on the effect of the catalytic factors (e.g.: temperture, CO2 pressure, the amounts of monomers and initiators) on the MW, PDI, average block length and numbers of the resutlant block copolymers. The mehcanical, thermal and biodegradable properties of these CO2-based multiple block copolymers will be systematically characterized and evaluated in correspondence to the chain structure and aggregation stucutre of the resultant block copolymers. The results of this project will provide a new methodology that utilize two different catalysts for making one CO2-based multiple block copolymer, and enrich the content of the polymer chemistry and C1 chemistry.
本项目提出一釜交叉链交换(不同组分链之间,异链交换)共聚制备嵌段"纯净"且段序列可控的多嵌段二氧化碳(CO2)基共聚物的催化合成方法。采用互不毒化的两种催化剂(催化剂对)同时催化CO2、环氧化物和环酯一釜共聚,在原位生成聚碳酸酯和聚酯链的同时,利用两催化剂对"休眠"链端羟基的不可辨性,实现异链间的链交换反应,得到聚碳酸酯段和聚酯段"纯净"且交替排列的多嵌段共聚物。深入研究催化剂对的筛选确立和异链交换反应调控两个关键问题,系统研究和总结催化剂对、引发剂、单体结构及摩尔比和动力学等因素对产物分子量及分布、平均嵌段长度和嵌段数等链结构的影响规律,调控产物分子链微结构乃至聚集态结构;研究多嵌段共聚物结构参数、结晶性能和生物降解性、力学性能和热性能之间的关系。研究结果将提供一种简单高效催化混合单体"一锅"共聚大量制备多嵌段CO2基共聚物的方法,对高分子合成化学理论产生新的贡献。

结项摘要

一碳(C1)基共聚物尤其是CO2基共聚物的生物降解性和使用性能难以并存兼容,导致此类聚合物的应用有难度,至今仅少量品种进入了生产和应用领域。针对这一难题,本项目提出了交叉链交换共聚的催化合成方法,制备了嵌段“纯净”且段序列可控的多嵌段CO2基共聚物。采用互不毒化的两种催化剂,同时催化CO2、环氧化物和环酯一釜共聚,在原位生成聚碳酸酯和聚酯链的同时,利用两催化剂对“休眠”链端羟基的不可辨性,实现了异链间的链交换反应,得到聚碳酸酯段和聚酯段“纯净”、且交替排列的多嵌段共聚物。筛选得到了两种催化剂,实现了异链交换反应的调控,系统研究和总结了两催化剂、引发剂、单体结构及摩尔比等动力学因素对产物分子量及分布、平均嵌段长度和嵌段数等链结构的影响规律,调控了产物分子链的微结构和聚集态结构;研究了多嵌段共聚物的结构参数、结晶性能和生物降解性、力学性能和热性能之间的关系。研究结果提供了一种催化三单体“一锅”共聚、大量和高效制备多嵌段CO2 基共聚物的方法。在这一结果的指导下,我们已在工业中试验生产新的CO2共聚物。本项目期间,还实现了ABA三嵌段共聚物的精确合成,获得了无金属Lewis酸碱催化途径合成嵌段共聚物的方法,得到了一系列不同结构和功能的C1基聚合物,研究了它们的结构与性能关系,探索了若干光学功能的C1聚合物,系统总结了不同拓扑结构CO2基共聚物的合成方法。由本项目建立的嵌段共聚物的制备方法,可以通过调整链段结构,来协调共聚物的生物降解性和结晶性,进而调节性能。这些结果对C1基共聚物的工业化应用有着显著和积极的意义。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(7)
Mechanistic Study of Regio-Defects in the Copolymerization of Propylene Oxide/Carbonyl Sulfide Catalyzed by (Salen)CrX Complexes
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  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.7b01867
  • 发表时间:
    2017-11-14
  • 期刊:
    MACROMOLECULES
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Li, Yang;Duan, Han-Yi;Darensbourg, Donald J.
  • 通讯作者:
    Darensbourg, Donald J.
Perfectly Alternating and Regioselective Copolymerization of Carbonyl Sulfide and Epoxides by Metal-Free Lewis Pairs
无金属路易斯对的碳酰硫和环氧化物的完美交替和区域选择性共聚
  • DOI:
    10.1002/anie.201701780
  • 发表时间:
    2017-05-15
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Yang, Jia-Liang;Wu, Hai-Lin;Darensbourg, Donald J.
  • 通讯作者:
    Darensbourg, Donald J.
Carbon dioxide-based copolymers with various architectures
具有多种结构的二氧化碳基共聚物
  • DOI:
    10.1016/j.progpolymsci.2018.02.001
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Progress in Polymer Science
  • 影响因子:
    27.1
  • 作者:
    Yang Li;Ying-Ying Zhang;Lan-Fang Hu;Xing-Hong Zhang;Bin-Yang Du;Jun-Ting Xu
  • 通讯作者:
    Jun-Ting Xu
Enhanced Mechanophore Activation within Micelles
增强胶束内机械载体的激活
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.5b02383
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Macromolecules
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Wang Li-Jun;Zhou Xian-Jing;Zhang Xing-Hong;Du Bin-Yang
  • 通讯作者:
    Du Bin-Yang
Sonochemical Transformation of Epoxy-Amine Thermoset into Soluble and Reusable Polymers
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  • DOI:
    10.1021/ma501934p
  • 发表时间:
    2015-01-27
  • 期刊:
    MACROMOLECULES
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Min, Yuqin;Huang, Shuyun;Fan, Zhiqiang
  • 通讯作者:
    Fan, Zhiqiang

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双金属氰化络合物及其催化的聚合反应
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    罗铭;张兴宏;杜滨阳;王齐;范志强
  • 通讯作者:
    范志强

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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