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化学所尤伟研究员:基于Mitsunobu反应的官能化聚乙烯合成新策略,中国橡胶网,zimite.com
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化学所尤伟研究员:基于Mitsunobu反应的官能化聚乙烯合成新策略
2021年12月21日    阅读量:     新闻来源:中国橡胶网 zimite.com  |  投稿

聚乙烯是最常见的热塑性塑料之一,年产量超过1亿吨几乎占全球聚合物年总产量的三分之一,因其轻质、柔韧、疏水性好、化学性能稳定、价格低廉且易于加工而在汽车、医药、航空航天和电子等领域得到广泛应用。尽管如此,由于聚乙烯缺乏极性官能团、结晶度高及表面能低,使得其应用仍然存在局限性。在聚乙烯中引入官能团可以在保留聚乙烯自身优良特性的前提下克服这些限制,从而进一步拓宽聚乙烯的潜在应用范围中国橡胶网zimite.com。多年来,为了实现这一目标,人们对聚乙烯进行了一系列的物理和化学改性,然而想同时实现高官能化程度和高分子量的官能化聚乙烯制备仍然非常困难。


近日,中科院化学所尤伟研究员团队提出一种聚乙烯功能化改性的的新策略,该方法从商品化的聚(乙烯-醋酸乙烯酯)(EVA)出发,通过Mitsunobu反应构建碳-氮、碳-氧、碳-硫和碳-碳键,并结合更进一步的衍生化反应,简单高效地合成了超过30种聚乙烯衍生物(如Fig.1所示)。合成过程中不使用贵金属催化剂(如Ru、Mo、Pd等)或腐蚀性/爆炸性试剂(如HBr、NaN3、C2H4、H2等),其官能化程度高达18 mol%。通过这种条件简单、官能团普适性广的方法,该团队探究了官能化聚乙烯在抗菌薄膜和荧光助剂中的应用。该工作的第一作者是该实验室的博士生张银。

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Fig. 1 PE Derivatives Prepared from Mitsunobu and FurtherFunctionalization Reactions


官能化聚乙烯在抗菌材料中的应用探究。作者通过Mitsunobu反应制备得到苯并三氮唑、两性离子及2,6-二氯嘌呤基聚乙烯衍生物,通过抗菌实验测试,表明所制备得到的聚乙烯衍生物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长具有较好的抑制效果,进而验证得到聚乙烯衍生物的抗菌性(如图Fig.2)。

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Fig. 2. Antimicrobial experiments with blank control, EVOH, 1,1b, and 2 samples from left to right.

官能化聚乙烯衍生物作为荧光助剂在聚烯烃中的应用。作者通过Mitsunobu反应制备得到萘二甲酰亚胺基聚乙烯衍生物,并以此作为荧光助剂同聚乙烯进行共混得到具有荧光特性的聚乙烯复合物,并探究了其在聚乙烯中的相容性的迁移性。通过SEM、荧光倒置显微镜、紫外分析表征和抗迁移实验,表明所制备的聚乙烯衍生物相比于小分子荧光助剂1,8-萘二甲酰亚胺在聚乙烯中具有更好的相容性且迁移性几乎为零(如图Fig.3)。

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Fig.3 Fluorescent polymer 5 and NaphDI blended PE samples; cross-sectionscanning electron microscope (SEM), invertedfluorescence microscope (IFM), and 1 M NaOH aqueous phaseultraviolet-visible (UV-Vis) analysis form left to right.


标签:化工应用技术中心今日头条聚合物生物化学生物制药塑料塑料助剂橡胶橡胶助剂
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