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聚苯乙烯微球负载脲催化剂与碱协同催化环内酯的开环聚合

2021-09-10马钰琨金慧任传利李志波

高等学校化学学报 2021年9期

马钰琨,金慧,任传利,李志波

(青岛科技大学化工学院,青岛科技大学高分子科学与工程学院,青岛 266042)

脂肪族聚酯具有优良的生物降解性和生物相容性,在环境保护、组织工程及药物控制释放等医药领域有着广泛的应用[1~5],特别是以聚丙交酯(PLA)和聚己内酯(PCL)为代表的生物降解高分子材料受到了人们的广泛关注[6~8].脂肪族聚酯可以通过环内酯开环聚合(ROP)制备,与传统的缩合聚合法相比,该方法不仅反应条件温和、无小分子副产物产生,而且能得到结构可修饰、分子量可控且分子量分布较窄的聚合物.在脂肪族聚酯的合成中使用的催化剂包括酶[9,10]、金属催化剂[11]和有机分子催化剂[12~15].其中锌[16,17]、铁[18]、镁[19~20]等金属催化剂和稀土催化剂[21]是高效的环内酯开环的催化剂.但催化剂在聚合物中的金属残留会导致聚合物生物毒性的增加,限制了其在生物医药等领域的应用.与金属催化体系相比,有机分子催化剂不仅反应条件温和、高效、环境友好,而且产物中无金属残留.已有近十类分子结构和近百种有机分子催化剂被证实对某种或多种单体的聚合具有催化效力[12,22].尽管有机分子催化剂可以解决聚酯材料中的金属残留问题,但仍然无法将催化剂从聚酯材料中高效除去.因此,将均相催化剂负载于不溶性的载体上,从而制备非均相负载催化剂并应用于环内酯单体的开环聚合,对于解决聚酯材料中催化剂残留问题具有重要意义.

负载催化剂因其独特的优点而备受化学家的关注[23,24].首先,负载催化剂可以通过过滤从聚合体系中分离出来,很容易回收;……

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