中国林业科学研究院林产化学工业研究所储富祥研究员团队在纤维素的可控性分子重组领域取得重要研究进展

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近年来，随着对石化资源短缺和环境污染问题日益关注，利用纤维素、木质素、淀粉、蛋白质等可再生资源制备聚合物材料成为研究的热点。纤维素作为自然界储量最丰富、价格低廉、可生物降解和可再生的天然高分子已被广泛的用于日常生活中的各种产品和材料。由于单纯的纤维素材料性能较石油基产品较差，因此通过对纤维素改性以增强其功能性和使用范围是实现农林生物质资源高值化利用和发展可持续经济的重要途径。原子转移自由基聚合（ATRP）作为一种活性可控聚合手段，已被广泛的用于纤维素的接枝改性。该领域面临的技术瓶颈在于传统的ATRP采用低价态金属作为催化剂，这极大地限制了聚合产物在微电子和生物材料领域的应用。因此有必要设计可用于纤维素基接枝共聚物的无金属光引发ATRP制备新技术，以进一步提高纤维素资源的高值化利用。

近日，中国林业科学研究院林产化学工业研究所储富祥研究员团队围绕采用绿色制备技术实现农林生物质资源高值化利用这一主题，对纤维素进行修饰改性制备了可用于无金属光引发ATRP的纤维素基光引发剂，并实现了对接枝共聚物分子量、分子量分布的活性可控。该工作采用α-溴苯乙酸对纤维素进行修饰改性，制备纤维素基光引发剂EC-B-Br。然后利用该引发剂分别引发生物质基单体，例如甲基丙烯酸月桂酯（LMA）、甲基丙烯酸糠基酯（FMA）、松香基单体（DAGMA）的ATRP聚合，研究结果表明无金属光引发ATRP过程具有较好的可控性，且链端基Br具有较高的保真度。可以进一步通过无金属光引发ATRP进行链延伸，制备出具有嵌段侧链结构的纤维素基接枝共聚物。该成果为设计具有明确结构的纤维素接枝共聚物，并进一步扩展其应用领域提供一种新方法。

此项工作已发表于《Green Chemistry》。博士生卢传巍为第一作者，储富祥研究员和王基夫研究员为通讯作者。该研究工作获得了国家自然科学基金重大项目（31890774, 31890770），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（CAFYBB2017ZF003）和国家重点研发计划（2017YFE0106800）等项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1039/C9GC00138G

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