金属催化 N - 羧基内酸酐(N - carboxyanhydrides)开环聚合制备邻位芳香聚酰胺:高性能材料合成新突破

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Chem 19.1

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  为解决芳香聚酰胺(PA)制备局限问题,研究人员开展 N - 烷基化芳香六元环 N - 羧基内酸酐(6 - NCA - R)开环聚合研究。结果显示,过渡金属席夫碱(Schiff base)配合物可催化合成高分子量邻位芳香 PA,还能调控性能、制备共聚物,为 PA 材料开发提供新途径。

  当今世界,塑料不可或缺。尽管人们对环境问题的关注度日益提高,但塑料作为材料仍有巨大潜力。因此,各种可降解的功能聚合物正在被开发用于先进应用。相应地,开发能够选择性聚合各种单体的新型催化体系至关重要且必要。芳香聚酰胺因其优异的机械性能,属于高性能材料。然而,由于缺乏合适的催化体系,邻位(ortho)芳香聚酰胺一直难以制备。在此,研究人员报道了一种金属催化的 N - 羧基内酸酐(N - carboxyanhydrides)开环聚合反应,这是一种合成高分子量邻位芳香聚酰胺及其共聚物的新途径。这些发现为开发具有特定性能的先进聚酰胺材料提供了新策略。
在主要的工程塑料中,芳香聚酰胺是具有高机械强度和耐热性的高性能材料。然而,这些材料的生产目前局限于通过缩聚反应制备对位(para)和间位(meta)芳香聚酰胺,这导致聚合物的分子量较低且分散性较高。在本研究中,研究人员报道了在碱的存在下,由过渡金属席夫碱(Schiff base)配合物催化 N - 烷基化芳香六元环 N - 羧基内酸酐(6 - NCA - R)的开环聚合反应。该体系能够通过链增长聚合轻松合成高分子量的邻位芳香聚酰胺。研究人员根据在不同反应条件下进行的聚合反应结果提出了一种反应机理。此外,研究人员还展示了通过改变 N - 烷基侧链的长度来调节聚合物的溶解性和热性能,并进行了 6 - NCA - R 与杂环单体的共聚反应,以制备含杂原子的共聚物。这些发现为具有特定性能、适用于各种应用的功能聚酰胺材料提供了一条合成途径。
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