聚合物的机械降解通常限于每个触发链拉伸事件的单链断裂，并且由断裂引起的应力传递损失限制了最大降解程度。

近日，美国杜克大学Stephen L. Craig，Yangju Lin报道了基机械响应的[4.2.0]双环辛烯（BCOE）力敏感单元（力敏团，mechanophore）的开环建立了延迟的、无作用力的级联内酯化，从而导致链断裂，并实现了在单个聚合物链内引发许多最终的断裂事件。

文章要点

1）聚合物合成。以3，4，5，6-四氢邻苯二甲酸酐和2-丁炔-1，4-二醇为原料，经光化学[2+2]环加成制得BCOE酸酐1。随后与BUT-3-烯-1-醇酸催化酯化得到二烯衍生物2，其羟基被四氢吡喃（THP）基团保护得到3。大环4分别与共聚单体9-氧双环[6.1]-非4-烯和9，9-二氯双环[6.1]-非4-烯（gDCC-COD）进行熵驱动开环聚合，分别得到聚合物P1（M_n=119 kDa，ĐM=1.48，2 6 mol% 4）和P2（M_n=128 kDa，ĐM=1.39，14 mol% 4），通过选择性除去THP保护基，将P2转化为P3（M_n = 120 kDa，ĐM = 1.62，14 mol％ 4）。将P2和P3用于超声处理研究中，P2用作内酯化作用的对照，内酯化被THP保护基的存在所阻断。

2）机械降解。研究人员通过对聚合物的四氢呋喃（THF）溶液进行脉冲超声处理，研究了聚合物的机械降解。结果显示，超声作用120 kDa的BCOE共聚物P3可以机械地改造聚合物的主链，随后的内酯化缓慢(~days)使分子量降至4.4 kDa，比内酯化受阻的对照聚合物P2小10倍以上。

3）研究人员通过单分子力谱（SMFS）揭示了力耦合开环动力学，并证明了聚合物整体的机械降解。

延迟断裂为促进结构聚合物材料的机械降解和程序化老化提供了一种有效策略。

Lin, Y., Kouznetsova, T.B., Chang, C. et al. Enhanced polymer mechanical degradation through mechanochemically unveiled lactonization. Nat Commun 11, 4987 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-18809-7

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18809-7