Acc. Mater. Res.: 氟化共聚物的现状与展望
雨辰 雨辰 2021-04-12

结构明确的含氟聚合物表现出独特的性能,例如出色的疏油和疏水性,令人满意的热稳定性,低折射率和低表面能。这些性质的起源归因于此类聚合物主链中存在强电负性和低极化性氟原子,这导致了强C-F键(具有485 kJ mol-1的高键离解能)。由于这些特性,这些聚合物已被用作锂离子电池,燃料电池膜,压电装置,高质量电线和电缆等的功能性涂料,热塑性塑料,生物医学产品,隔板和粘合剂。

有鉴于此,蒙彼利埃大学Bruno Ameduri和印度理工学院Sanjib Banerjee等人,讨论了具有独特性能的结构明确的氟聚合物的合成,重点介绍了它们的合成,性质和应用。首先,重点介绍了使用不同的RDRP方法合成这些聚合物,然后讨论了所得到材料的相关应用。

本文要点

1通常,含氟聚合物是通过氟烯烃的常规自由基(共)聚合来合成的,这种聚合会产生端基不明确、摩尔质量不可控、分散度高的(共)聚合物。在过去的二十年中,各种可逆失活自由基聚合(RDRP)技术的重大发展已帮助了大分子结构(包括嵌段,接枝,星形和树枝状大分子)的设计。然而,对于相关的新应用,需要具有受控的大分子结构的结构明确的含氟聚合物(例如,作为热塑性弹性体的嵌段共聚物和用于燃料电池膜的电活性聚合物或接枝共聚物)。

2最近二十年来开发的几种RDRP方法为合成具有明确的摩尔质量,分散性,链端官能度和大分子结构的(共)聚合物铺平了道路。这些RDRP技术中的某些已成功用于合成结构明确的氟化共聚物。这些技术包括碘转移聚合(ITP),可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,有机金属介导的自由基聚合(OMRP),以及在较小程度上的氮氧化物介导聚合(NMP)。

3因此,合成的结构明确的氟聚合物表现出独特的性能组合(如优异的耐候性、高耐热性/耐化学性/耐老化性、形态多功能性和低介电常数/易燃性/折射率)。这导致这些开发的材料应用于各种高科技应用,如高性能弹性体、海洋防污涂料、氟化表面活性剂、燃料电池膜和锂离子电池的凝胶聚合物电解质。为了合成更先进的氟化材料,聚合物合成技术领域的新进展是需要的,这可能会改变本世纪此类聚合物在工程和生物医学领域的使用。然而,应该记住,在这方面的成功很大程度上取决于对聚合过程和构效关系的更深入的理解。


参考文献:

Subrata Dolui et al. Well-Defined Fluorinated Copolymers: Current Status and Future Perspectives. Acc. Mater. Res., 2021.

DOI: 10.1021/accountsmr.1c00015

https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00015


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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