生物可降解高分子材料的基础研究及其产业化

报告简介:

全球传统塑料消费量超过5亿吨,但回收率仅为30%左右,且传统塑料废弃物长期埋于地下难以降解,严重污染土壤,焚烧处理方法会产生有害烟雾和有毒气体,严重污染环境。聚乳酸等脂肪族聚酯作为一类重要的可降解高分子材料,在取代传统的石化基塑料材料方面具有重要意义。生物基聚乳酸的原料是从淀粉发酵得到的乳酸出发,经过系列化学化工过程由丙交酯单体聚合生产聚乳酸。在脂肪族聚酯的合成中,环单体开环聚合是目前最常用的合成方法,具有高原子经济性和高可控性的特点。生物可降解聚合物因其良好的生物相容性和可降解性而得到广泛应用,极大地促进了生物医学领域的发展。生物技术和医学技术的发展对生物医用材料提出了更高的要求。新型具有特殊性能的可生物降解嵌段共聚物材料也越来越受到人们的关注。

嵌段共聚物具有精致的序列顺序和特殊的功能,自单体多种聚合工艺出现以来,模仿初级结构来生产序列控制嵌段共聚物的人工方法得到重视。最近,我们实现了O-羧基环内酸酐(OCA)与丙交酯的化学选择性开环共聚,将OCA和LA依次转化为聚合物链,形成多嵌段聚酯。电化学切换策略也被开发用于丙交酯、CO2和环氧化物的共聚,产生聚乳酸和聚碳酸酯的多嵌段共聚物。最近的一篇综述报道了这种氧化还原控制的可切换策略用于聚合物的控制合成,并重点介绍了进一步研究的潜在应用和挑战。我们将可生物降解嵌段共聚物至关重要的两个主要部分,即聚酯和聚碳酸酯,它们处理可切换聚合的多种材料,如抗菌、形状记忆、粘合剂等。使用商业salenMn催化剂的可切换催化应用于环交酯、酸酐、环氧化物、CO2和ε-己内酯等混合物的一锅法选择性开环共聚,以精确合成AB、ABA与新型ABC嵌段共聚物或多嵌段共聚物。

报告人简介:

陈学思
中国科学院院士,长春应化所学委会常务副主任。吉林省科协副主席。2016年入选国际生物材料与工程联合会会士,2022年入选美国医学与生物工程院会士。担任Sci. China Mater.副主编。编写《生物医用高分子》和《可降解医用高分子材料》专著2部。授权中国发明专利280余项。获首届赢创化学创新奖,中国科学院科技促进发展奖科技贡献奖,第六届侯德榜化工科学技术奖,中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖,吉林省科技进步奖一等奖2项。主要从事生物可降解高分子材料的合成、表征和应用开发。在绿色塑料聚乳酸等产业化,骨折内固定器件、组织工程支架、基因/药物纳米载体等医用材料领域开展研究和开发工作。