半芳香性聚酰胺是一类性能优异的工程塑料,其通常通过缩聚反应合成。然而,传统半芳香性聚酰胺材料仍然面临聚合反应条件苛刻,分子量难以控制,以及聚合物化学回收难等问题。
针对上述问题,朱剑波课题组设计了一类新型苯并内酰胺单体(BLMR),该单体可通过可控开环聚合反应制备高分子量半芳香性聚酰胺P(BLMR),其分子量高达115 kDa(图1)。与传统PA6相比,P(BLMR)展现出优异的材料性能:1)优异的热稳定性,热失重温度Td,5%高达368 ℃,玻璃化转变温度Tg高达134 ℃;2)突出的耐水性,一周吸水率低至0.55%;3)可调控的机械性能,断裂伸长率最高可达384±20%;4)优异的光学透明性,透光率达91%。值得注意的是,在100-150 ℃的稀溶液体系中,采用t-BuOK与La[N(SiMe3)2]3组成的混合催化剂,可实现P(BLMR)的高效化学回收,回收单体可以再次聚合生成P(BLMR),从而建立材料闭环循环体系。

图1
该工作不仅实现了聚合过程的精准控制,同时为开发具有可调控热机械性能和增强耐水性的高性能半芳香性聚酰胺材料提供了新途径。
该工作以题为“Ring-Opening Polymerization Enables Access to High-Performance Aliphatic-Aromatic Polyamides with Chemical Recyclability”发表于《Angewandte Chemie International Edition》。文章第一作者为四川大学化学学院博士研究生唐香婷,通讯作者为四川大学化学学院朱剑波教授和蔡中正副研究员。以上工作得到国家自然科学基金委、四川大学等的经费支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202505310