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为解决四氟乙烯(TFE)难以合成结构明确聚合物的问题,研究人员开展了关于 TFE 在可逆失活自由基共聚反应的研究。通过光氧化还原介导的有机催化,合成了结构可控的 TFE 共聚物,这为高性能材料设计奠定了基础。
可控聚合物合成在先进材料探索中展现出巨大潜力。四氟乙烯(TFE)数十年来一直是高性能含氟聚合物生产中使用最多的原料。不幸的是,由于 TFE 在可逆失活调控方面难以捉摸的特性,其可控聚合仍然是一项艰巨的任务。研究发现了 TFE 在可逆失活中的独特反应性,并通过可逆地生成歧化链端连接,建立了光氧化还原控制的共聚反应。这一合成突破有助于制备具有可调节长度、组成、官能团和复杂嵌段结构的含氟聚合物,生产出在弹性体、电解质等方面具有诱人特性的 TFE 聚合物。这项工作不仅推动了基于 TFE 的可定制结构材料设计,还为更多单体的可控聚合提供了思路。
TFE 是含氟聚合物行业的主要单体。然而,难以获得明确结构阻碍了对 TFE 聚合物的深入研究。研究揭示了 TFE 在各种氟代烯烃形成休眠链过程中的独特反应性,并基于光有机催化的可逆失活自由基共聚反应,引入了一种歧化失活策略,以促进不同链端连接的可逆生成。这种通用方法能够可控地合成摩尔质量可调(高达 211.7 kDa)、含有各种共聚单体单元和复杂组成嵌段序列的 TFE 共聚物,为实现具有挑战性单体的可控聚合带来了曙光。此外,这一合成突破为探索定制 TFE 共聚物的特性(如玻璃化转变温度、电化学稳定性和粘度)奠定了基础,这将推动高性能材料的合理设计。