高分子周报 · 2026 年第 44 周 · 10.26 — 11.01
POLYMER HOT
本周高分子合成方法学出现多条新路线:双核 Salen-Al 催化剂实现光控串联聚合,一锅得到 (ABCBA)n 多嵌段共聚物;锂盐驱动 Lewis pair 聚合制备可化学回收的离子导电聚酯弹性体。功能应用上,晶态三维膜实现天然产物无色谱纯化,紫杉醇截留约96%并富集四倍;交联调控的亚纳米孔径膜在卤水中 Li+/Mg2+ 分离因子达6454。可持续方向,生物基螺缩醛二酯单体调控 PBAT 性能并提升化学回收性,锌、铝等常见金属球磨实现 PTFE 机械化学脱氟。
双核 Salen-Al 催化剂实现光控串联聚合,一锅合成 (ABCBA)n 多嵌段共聚物
研究报道了一种以三硫代碳酸酯桥联的双核铝 Salen 配合物,其分子内光诱导能量/电子转移(PET)过程动力学快,可同时桥接乙烯基单体的 PET-RAFT 聚合与环氧/酸酐开环共聚(ROCOP)、外消旋丙交酯开环聚合(ROP),以及原位生成的 Al–O 活性物种与二异氰酸酯的逐步增长聚合。
合成与表征
本版导读本周合成路线覆盖光控串联聚合、液–液相分离中的二硫键动态聚合与锂盐驱动开环聚合,催化剂与聚合机理设计是共同焦点。
利用液–液相分离实现二硫键动态共价聚合
研究报道了一种由氨基酸和二硫键构建的人工动态高分子液–液相分离体系,可在无序液滴的凝聚微环境中实现小分子与高分子之间的组成动态变化。液滴分区既提高了二硫键介导开环聚合的热力学驱动力,又在动力学上活化了二硫键的动态行为,从而在水中无催化剂自发合成高分子量聚二硫化物。所得聚合物形成热力学稳定的自缠结水凝胶,脱水后可定量光化学解聚,再生出原始质量的单体。
锂盐驱动Lewis pair聚合制备可化学回收的离子导电聚酯弹性体
研究报道了一种锂盐驱动的Lewis pair聚合(LPP)策略,用商用锂盐(LiTFSI或LiCF3SO3)与新型双官能N-杂环烯烃(NHO)组合,在温和条件下实现ε-己内酯、δ-戊内酯和rac-丙交酯的快速活性开环聚合,得到分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物。
物理引导图学习框架解析 CNT/SBS 纳米复合材料的导电性
研究提出一种物理信息图学习框架,将杂化粒子场分子动力学与图神经网络结合,用于解析 CNT/三嵌段共聚物 SBS 体系的纳米填料与聚合物相互作用和宏观电导率之间的关系。
半钛茂硼氧配合物经氢键作用直接合成解缠结UHMWPE
研究开发了一系列带吸电子硼氧配体((Ar2)BO–)的半钛茂催化剂 Cp′Ti(L)Cl2,用于乙烯聚合,在常规聚合条件下得到粘均分子量 Mv > 1 × 10⁶ g/mol 的 UHMWPE。
碘代 BODIPY 光敏剂在 0.0005 mol% 负载下实现快速可见光光聚合
研究报道了一种 BODIPY 基光敏剂 I-BDP,在绿光 LED 照射、相对单体 0.0005 mol% 的超低负载下即可高效引发光聚合。碘取代通过重原子效应增强系间窜越,使激发三重态寿命达 4.7 μs,促进与碘鎓盐、硼酸盐、硫醇、芳香胺和 HABI 等共引发剂的光诱导电子转移。其最大聚合速率超过 50 s–1,固化深度达 6.8 cm;与 HABI 组合时还实现了长波长敏感干膜光刻胶的制备。
材料与性能
通过固态弛豫引导形貌演化提升有机光伏的重现性与稳定性
研究建立了有机光伏活性层形貌演化路径与形貌重现性的直接关联:当演化由固态弛豫主导时,活性层收敛到能量相近的低能亚稳态集合,形貌高度可重现;快速淬火则把活性层困在宽分布的低能亚稳态中,重现性差。
功能与应用
本版导读膜分离与离子传输集中突破,涵盖天然产物纯化、卤水提锂、单价阳离子选择性传输与渗透能收集,另有深蓝 QLED 与锌碘电池。
晶态三维膜实现天然产物无色谱纯化,紫杉醇截留约96%并富集四倍
研究团队用晶态三维膜通过有机溶剂纳滤实现复杂天然产物混合物的无色谱纯化,在商业红豆杉粗提物上连续运行6天,紫杉醇截留约96%、富集四倍,同时允许有价值的前体透过。膜在甲醇中溶胀可忽略,可稳定进行分子筛分;通过纳米球组装界面聚合可大面积制备连续晶态膜。生命周期评估显示其碳排放比液相色谱降低近一个数量级。
通过交联调控实现亚纳米孔径的膜在卤水中获得6454的Li+/Mg2+分离因子
研究通过调控成膜过程中的交联程度,在Li+/Mg2+分离所需的窄窗口内实现亚纳米孔径控制。在电渗析条件下,该膜在Mg/Li质量比140时Li+/Mg2+分离因子最高达6454;在Mg/Li=87的未处理天然盐湖卤水中仍保持1200以上。团队制备了25 cm×35 cm膜,并在15天重复运行中保持稳定性能。
螺旋桨状共轭小分子经热诱导自组装提升深蓝QLED效率至23.24%
研究设计并合成了HPB-6tBu、HPB-2Cz和HPB-6Cz三种螺旋桨状分子,其结构抑制面对面堆叠并允许分子内环状离域。其中HPB-6Cz经热诱导自组装同时实现均匀HTL形貌与有序堆积,自组装后空穴迁移率提升6.03倍;将其掺入PVK后,掺杂HTL的空穴迁移率由2.21×10⁻⁵提升至1.55×10⁻³ cm² V⁻¹ s⁻¹。
吡啶鎓功能化水凝胶电解质实现溴离子活化的四电子锌碘电池
研究通过实验与计算比较 F⁻、Cl⁻、Br⁻ 对卤素中间体水解稳定性的影响,发现 Br⁻ 形成的 IBr₂⁻ 极化程度更低、更耐水解,据此设计出 PNA-PyBr 水凝胶电解质。
带电二维聚酮烯胺膜通过电荷调控纳米通道实现单价阳离子选择性传输
研究者在液–液界面制备了带电荷的聚酮烯胺基二维聚合物膜(2DPMs),其具有高结晶度和由酰基肟基团功能化的pH响应准一维多孔通道,通过改变膜电荷调控阳离子与通道的相互作用。
Janus纳米多孔金属-酚醛纳米片膜用于渗透能收集
研究报道了一种由Janus纳米多孔金属-酚醛纳米片(Janus MPNs)构建的膜,通过界面诱导配位组装形成不对称双层结构,一侧为约0.96 nm微孔域、另一侧为约9.4 nm介孔域,每层厚约10 nm。
可编程降解的颗粒水凝胶通过调控微凝胶降解速率引导细胞外基质组装
研究团队用降解速率从数天到数周可调的微凝胶模块化组装出动态颗粒水凝胶,降解速率通过调节透明质酸聚合物的水解敏感性来控制。在小鼠肌肉挤压伤模型中,慢降解水凝胶在扩张的孔隙中支持细胞指导性间质基质与基底膜蛋白形成特定空间组装,而非降解或快降解水凝胶中这一临时细胞外基质重塑被改变。慢降解动态颗粒水凝胶还表现出减少纤维化、增强肌生成和改善功能力恢复的长期治疗效果。
通过羰基取代位置调控COF固态电解质,实现9.83×10⁻⁴ S/cm离子电导率
研究合成四种羰基取代位置系统变化的COF材料,其中含邻位二羰基的β-酮烯胺COF电负性显著增强,可限制阴离子迁移并促进Li+选择性传输。该COF固态电解质的离子电导率达9.83×10⁻⁴ S/cm,Li+迁移数为0.8,电化学稳定窗口超过5.1 V;对称电池在0.2 mA/cm²下稳定锂沉积/剥离超过1200 h、过电位约0.1 V,在0.5 mA/cm²下超过460 h。
双层液面打印制备软薄膜并共形转移至曲面用于柔性电子
研究提出双层不互溶液面打印技术,利用 3D 打印聚合物墨滴在液面上的受控铺展,制备厚度均匀、无结构缺陷和表面不平整的软薄膜。液体基底的流体性质与弱范德华作用使薄膜可编程转移至曲面基底并保持共形接触,作者用多种几何图案和力学、电学测试验证了该方法的稳健性。基于此制备的柔性 RFID 标签被共形贴附到不同曲率的食品或包装表面,用于实时腐败监测。
仿生疏水门控MXene/聚吡咯人工离子通道实现高氯酸根高效传感
研究团队通过吡咯功能化MXene纳米片与甲基化季铵盐自组装,构建了高氯酸根离子选择性电极,检出限低至10⁻⁹·⁷ M,较商用离子选择性电极低逾10⁴倍,选择性系数K_ij达130.4,最大灵敏度59.6 mV/dec。
可持续
本版导读可回收聚酯与含氟聚合物脱氟并进,生物基单体调控性能、机械化学转化 PTFE 与闭环回收构成主线。
用生物基螺缩醛二酯单体调控 PBAT 热机械性能并提升化学回收性
研究者在 PBAT 缩聚中逐步用生物基螺缩醛二酯单体替换己二酸酯和对苯二甲酸酯单元,使聚酯的 Tg 在 –20 至 63 °C 范围内可调,同时降低结晶度和熔点并保持原有分子量。螺缩醛单元在室温甲醇中引导其邻近酯键选择性断裂,产物经过滤回收后可重新聚合,再生材料的组成与性能与原生共聚酯几乎一致。该单体由乙醛酸、生物基季戊四醇和甲醇合成,E-factor 为 0.47。
用锌、铝等常见金属球磨实现 PTFE 机械化学脱氟
研究报道了 PTFE 与锌、铝、铅、镉等常见金属之间的机械化学氧化还原反应,球磨后 PTFE 转化为 sp2-碳与金属氟化物的混合物,全程不使用 F2 或 HF。该过程可扩展为两步一锅法,生成 NaF 作为可循环氟源,并得到可经碳热还原回收锌的 ZnO/碳混合物。用 PTFE 球磨黄铜还可将其转化为铜与 ZnF2 的混合物,展示了以含氟聚合物废料为试剂对混合金属材料进行机械化学脱合金的思路。
全生物基PBTCF共聚酯通过樟脑酸衍生二醇调控实现性能与闭环回收兼顾
研究以2,5-呋喃二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇和樟脑酸衍生的刚性环状二醇TCDM为原料,经两步熔融酯交换-缩聚合成全生物基PBTCF共聚酯。TCDM引入限制链段运动,使玻璃化转变温度从38.4 °C升至64.3 °C,并提升光学透明性和耐溶剂性;PBTCF3(3 mol% TCDM)的拉伸强度为55 MPa、断裂伸长率为500%。