我国学者在木质素基热塑性弹性体合成方面取得进展

　　

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22071077、21871107）的资助下，吉林大学张越涛教授团队在木质素基高性能热塑性弹性体的合成方面取得进展。研究成果以“一步法合成木质素基耐高温防紫外三嵌段热塑性弹性体（One-Step Synthesis of Lignin-Based Triblock Copolymers as High-Temperature and UV-Blocking Thermoplastic Elastomers）”为题，于2021年12月14日在线发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）杂志上。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202114946。

　　在热塑性弹性体家族中，全（甲基）丙烯酸酯热塑性弹性体（甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯）以其抗辐照、抗氧化和热性能易调节等优点而备受关注。然而，由于丙烯酸酯的高反应性以及甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯显著的活性差异，合成结构明确的全（甲基）丙烯酸酯三嵌段共聚物通常需要多步加料，甚至需要分离纯化中间体，并高度依赖于不可再生资源。这些问题大大限制了全（甲基）丙烯酸酯热塑性弹性体的发展和应用。

　　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，因此不可避免地形成随机共聚的链段。但是，Lewis酸碱对聚合体系对单体浓度呈零级动力学。张越涛教授团队以含双官能团的Lewis超强碱为引发剂，同时向两端引发聚合，巧妙地将Lewis酸碱对的聚合动力学特征与Lewis碱双引发剂相结合，成功实现了木质素基高性能全（甲基）丙烯酸酯三嵌段热塑性弹性体的一步合成。实验表明，由于软段的丙烯酸酯类聚合物和硬段的木质素基甲基丙烯酸酯类聚合物良好的相分离特性，该热塑性弹性体在室温和高温环境下都展示出优异的机械性能（在180°C仍然保持一定的弹性体性能），此外，硬段引入的木质素基单体还赋予聚合物优异的紫外吸收能力（200-320nm区域的光可以100%吸收）（图）。

　　该研究兼顾了基础科学问题的解决和实际应用，为全（甲基）丙烯酸酯类热塑性弹性体的高效制备和木质素的升级利用提供了新的思路。

图  一步合成木质素基高性能热塑性弹性体