基于二氧化碳与双环氧化合物共聚一步制备线性功能化聚碳酸酯的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51873055
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    刘宾元
  • 依托单位：
    河北工业大学
  • 学科分类：
    E0306.高分子材料与环境
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The preparation of polycarbonate derived from the copolymerization of carbon dioxide and epoxides has been drawn extensive attentions due to its high value-added usage of carbon dioxide. However, the flaws of thermodynamic properties for both poly(propylene carbonate) and poly(cyclohexene carbonate) and the absence of functional group for further chemical modification as well as hydrophobic nature greatly limit their applications on a large scale. This project is devoted to the synthesis of epoxy (EP) and cyclocarbonate (CC)-functionalized polycarbonate (APC) via the copolymerization of carbon dioxide with diepoxides in one pot. The effects of nature of epoxy ring of diepoxides, catalyst structure and reaction parameters on the product selectivity, controllable incorporation of pendant functional group and molecular weight of resultant APC will be investigated in detail. Multi-level regulation of polymer structure and performance can be further obtained via the incorporation of new functional groups resulting from the tunable transformation reaction of EP and CC functional groups. This research provides the good material basis for achieving the high value-added CO2-based APC and extending its applications. Importantly, this project affords a new strategy for the improvement of properties of CO2-based APC, and offers a green and simple approach to prepare functional APC.
二氧化碳(CO2)和环氧化合物共聚制备脂肪族聚碳酸酯(APC)是一种备受关注的高值化利用CO2的方法，然而目前研究最多的聚丙撑碳酸酯和聚环己烯碳酸酯在热力学性能的一些不足以及疏水和缺少可修饰的官能团，极大地限制了其规模化应用。本项目旨在利用CO2与双环氧化合物“一步”制备侧链含有环氧(EP)基团或/和环状碳酸酯(CC)基团的线性功能化APC。探索构成双环氧化合物的环氧环的性质、催化剂结构、聚合条件与产物选择性、侧链功能基团的可控引入和聚合物分子量之间的关系。在此基础之上，研究聚合物侧基上EP和/或CC官能团的可控转换，引入新的功能基团，实现对CO2基APC结构性能的多层次调控，为CO2基APC的高附加值化和拓宽其应用提供良好的材料基础。本研究为CO2基聚碳酸酯性能改进和功能化提供新的途径，也为功能化APC的合成提供一种绿色、简捷的新方法。

结项摘要

本项目分别利用端环氧和内环氧与二氧化碳反应时的反应活性和产物选择性的不同和取代基的电子效应对产物选择的不同，实现了二氧化碳与双环氧化合物“一步”制备侧链含有环氧基团或/和环状碳酸酯基团的线性功能化脂肪族聚碳酸酯。本研究为二氧化碳基聚碳酸酯性能改进和功能化提供新的途径，也为功能化APC的合成提供一种绿色、简捷的新方法。其次开展了双核[OSSO]的Zn、Cr配合物在二氧化碳与环氧化合物环加成反应、己内酯开环聚合以及环氧化合物与酸酐共聚制备聚酯研究，初步阐明了催化剂结构与催化行为之间的关系，提出了可能的反应机制。除此之外，我们提出了一种高熵微区互锁的全固态聚合物电解质（ASPEs）的设计思路，赋予ASPEs优异的韧性、适当的离子电导率、高的阳离子迁移数(0.63)和良好的热稳定性(Td > 400 °C)。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（7）
专利数量（4）
Thermomechanical properties of poly(1‐butene) synthesized by Ziegler–Natta catalyzed polymerization of 1‐butene in the presence of nucleating agents
成核剂存在下齐格勒·纳塔催化 1-丁烯聚合合成聚 (1-丁烯) 的热机械性能
  • DOI：
    10.1002/pi.6067
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Polymer International
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xiaopeng Cui;Chuang Li;Gaosheng Gu;Yanfeng Gong;Binyuan Liu;Il Kim
  • 通讯作者：
    Il Kim
Synthesis and properties of biomass eugenol-functionalized isotactic poly (1-butene)s
生物质丁香酚功能化全同立构聚(1-丁烯)的合成及性能
  • DOI：
    10.1016/j.polymer.2020.122739
  • 发表时间：
    2020-08-12
  • 期刊：
    POLYMER
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Cui, Xiaopeng;Gu, Gaosheng;Liu, Binyuan
  • 通讯作者：
    Liu, Binyuan
Ring-opening polymerization of ε-caprolactone mediated by a di-zinc complex bearing a macrocyclic thioether-phenolate [OSSO]-type ligand
由带有大环硫醚酚盐 [OSSO] 型配体的二锌络合物介导的 ε-己内酯的开环聚合
  • DOI：
    10.1039/d2py00115b
  • 发表时间：
    2022-05-03
  • 期刊：
    POLYMER CHEMISTRY
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Chen, Junwu;Wu, Xianmin;Liu, Binyuan
  • 通讯作者：
    Liu, Binyuan
Rational design of a topological polymeric solid electrolyte for high-performance all-solid-state alkali metal batteries.
高性能全固态碱金属电池拓扑聚合物固体电解质的合理设计
  • DOI：
    10.1038/s41467-022-31792-5
  • 发表时间：
    2022-07-19
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
  • 通讯作者：
Functional polyesters via the regioselective ring-opening copolymerizations of norbornene anhydride with epichlorohydrin
降冰片烯酐与环氧氯丙烷区域选择性开环共聚制备功能性聚酯
  • DOI：
    10.1016/j.polymer.2020.123199
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    Polymer
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Ding Huining;Wu Xianmin;Han Bing;Liu Ning;Liu Binyuan;Kim Il
  • 通讯作者：
    Kim Il

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其他文献

利用薄膜去润湿行为研究线形和环形聚苯乙烯及共混薄膜的黏度
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王丽娜;张欢欢;徐 林;刘宾元;石彤非;蒋世春;安立佳
  • 通讯作者：
    安立佳
[ONSO]型金属铝配合物催化环氧环己烷与酸酐共聚制备聚醚
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘宾元
新型SalenCoX配合物的合成与表征
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    闫卫东
新型Salen(CoCl)配合物的合成与表征
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    --
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    --
  • 期刊：
    河北工业大学学报
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  • 作者：
    赵鑫;刘宾元;高延浩;闫卫东
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    闫卫东
双核水杨醛亚胺镍催化剂的制备及对降冰片烯聚合的催化性能
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    --
  • 作者：
    程曼;杨敏;曲佳燕;刘宾元;刘盘阁
  • 通讯作者：
    刘盘阁

其他文献

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刘宾元的其他基金

二氧化碳/生物基环氧烷烃梳状相变材料的构筑与性能研究
  • 批准号：
    52173004
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
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含软碱配位原子金属配合物下二氧化碳与环氧化合物共聚反应研究
  • 批准号：
    51373046
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    2013
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固载型SalenMX配合物的制备及作为单一活性组分催化二氧化碳与环氧化合物共聚研究
  • 批准号：
    50973026
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    2009
  • 资助金额：
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不含氟的低介电常数纳米孔聚降冰片烯的合成及性能研究
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    2004
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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