2019-11-07 21:09:01
催化剂切换方式四合一

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催化剂转换策略是生产四组分晶体四嵌段四元共聚物的关键步骤。

通过在一个烧瓶中处理四种不同的化学反应,KAUST的研究人员将四种聚合物结合在一起,形成了一种多晶物质。无缝结合多种聚合物的材料可能会融合每种材料的最佳方面。

由KAUST催化中心的Nikos Hadjichristidis和他的团队与Yves Gnanou合作开发的创建这些“多晶多嵌段聚合物”的多功能新方法可能会导致一个全新的高级聚合物材料家族。

聚合物是通过将小分子“单体单元”连接在一起而制成的长链分子,就像项链上一串相同的珠子一样。最近,研究人员已经开发出制造“双晶”共聚物的方法,其中链的一部分由一种单体制成,而另一部分由另一种单体制成。 Hadjichristidis团队成员Viko Ladelta表示:“双晶嵌段共聚物在能源存储,组织工程和药物输送等领域有着广泛的应用。”

添加更多数量的不同聚合物部分可能会产生具有更高性能的材料。 Ladelta解释说:“但是合成程序要求很高。” “由于单体和催化剂的不相容性,甚至连双晶嵌段共聚物的合成也很难进行。”制造在四种化学上不同的嵌段中掺入四种不同单体的材料(四晶体四嵌段四元共聚物)会导致更大的不相容性。

哈吉克里斯蒂迪斯(Hadjichristidis)和他的团队开发了一个技巧,称为“催化剂转换”,以帮助克服不兼容问题。用于形成聚合物的反应(称为开环聚合)的大多数有机催化剂是酸或碱。通过在碱性条件下将一种类型的单体添加到聚合物链中,然后调节pH值并使用第二种催化剂添加下一种单体,可以在单个反应罐中生成多嵌段聚合物。 Ladelta说:“这种策略节省了时间,还避免了聚合物受到任何污染的风险。”

Hadjichristidis的团队以前曾使用催化剂在有机催化剂之间进行转换,以生成双晶和三晶聚合物。现在,该团队首次证明了可以调节pH值,然后从有机催化剂转换为金属催化剂,以制备四晶体四嵌段四元共聚物。

Ladelta说:“我们的计划是将催化剂转换策略的范围扩大到其他类型的聚合反应。” “我们将合成更复杂的多晶聚合物,并与聚合物物理学家合作以了解物理性质,从而指导我们走向实际应用。”

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