环烯烃聚合物、环烯烃共聚物是高端聚烯烃材料，在光学镜头、高端包装膜、医疗器械等高技术领域有广泛应用。近期，我院聚烯烃团队与中国科学技术大学陈昶乐教授团队合作，通过对聚降冰片烯中的烯烃单元进行环氧化改性，随后利用Lewis酸催化主链扩环重构，在环烯烃聚合物主链中直接、高效地引入刚性桥环结构与极性含氧官能团。通过针对主链扩环重构反应的系统实验与DFT理论计算研究，阐明了产物独特桥环结构的形成机理以及交联副反应的抑制机制。所制得的高性能环烯烃聚合物树脂的玻璃化转变温度可达233°C，远高于基于聚降冰片烯加氢法生产的环烯烃聚合物产品的典型值（120~160°C），且具有优异的热稳定性和较宽的加工窗口。不仅如此，这类新型环烯烃聚合物衍生物树脂兼具优异的力学性能、透明性、亲水性与无机基材粘附力。相关研究成果以“A Polymer Backbone Editing Strategy for Property Enhancement”为题，发表在化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society，我院王福周研究员、谭忱研究员、中科大陈昶乐教授为论文通讯作者，中科大博士生蔡文、博士后王文兵为论文第一作者。

聚烯烃的非极性和化学惰性使其与极性聚合物的相容性较差，从而限制了聚烯烃/极性聚合物共混体系的性能提升。近期，研究团队通过离子簇型极性单体与烯烃串联聚合，经盐酸处理及酯化反应，制备了二元或三元接枝聚合物用于共混体系增容。其具有聚烯烃主链以及聚乙二醇（PEG）、PCL、PC等极性聚合物组成的侧链。增容机理为聚烯烃主链亲和聚烯烃基体，极性侧链与极性聚合物作用。在2 wt%添加量下，该类增容剂可增容HDPE/PC共混体系，使断裂伸长率显著提升，还可增容三元PC/HDPE/PP体系，使韧性提升20倍以上。研究成果以“Synthesis of Graft-Modified Polyolefin Compatibilizers for Compatibilizing Mixed Plastics”为题，发表在国产SCI一区化学期刊《中国化学：英文版》（Chinese J. Chem.），我院硕士生陈禹、博士生丁雨欣为论文第一作者，王福周研究员、谭忱研究员、中科大博士王瑜为论文通讯作者，安徽大学为第一单位。

研究团队还在前期发展烯烃-极性单体共聚中的离子簇型极性单体策略的基础上（JACS 2022, 144, 2245），利用工业级Ziegler-Natta催化剂制备了离子簇型极性超高分子量聚乙烯树脂。所制备的极性超高分子量聚乙烯具有纤维、锂电池隔膜等应用中所要求的颗粒形貌，且粘均分子量超过300万。其静态水接触角为93.6o，亲水性优于传统超高分子量聚乙烯，拉伸强度和断裂伸长率分别高达40 MPa以上和400%以上。研究成果以“极性超高分子量聚乙烯的制备与性质”为题，发表在国产核心期刊《石化技术与应用》（中国石油石油化工研究院建院20周年学术纪念专刊），我院硕士生高绮锐为论文第一作者，博士生代士维、中科科乐朱宁宁博士、谭忱研究员为论文通讯作者，安徽大学为第一单位。

研究团队近期还综述了聚烯烃共混体系的两类主要增容策略：非反应性增容、反应性增容，阐述了不同增容方式的分子设计、制备方法、增容机理及应用研究进展，分析了当前该领域研究面临的挑战，并对未来发展方向进行了展望。该论文以“聚烯烃共混体系增容策略的研究进展”为题，受邀投稿并录用于中国高分子三刊之一的《高分子通报》（高分子共混与复合体系专辑），我院硕士生刘志逸为论文第一作者，谭忱研究员为通讯作者，安徽大学为第一单位。

来源：安大物质科学与信息技术研究院