南工大陈苏团队《Prog. Polym. Sci.》特邀综述：前端聚合技术基础及其应用
前端聚合技术是一种通过局部反应区域在聚合物单体中的移动从而将聚合物单体转变为聚合物的一种反应模式，与传统的聚合方法相比，具有无需搅拌、节能（能耗降低10个数量级以上）、省时、工艺可控、适用于极端条件（外太空、失重）、转化率高和产物性能优越等优势，近年来成为先进聚合技术领域的研究热点之一。
南京工业大学材料化学工程国家重点实验室、化工学院陈苏教授团队长期从事前端聚合技术的方法学与应用研究，开发了新型前端聚合技术，包括等离子体诱导前端聚合、激光引发前端聚合、磁热引发前端聚合、多通道前端聚合、微通道前端聚合。此外，以特定的功能材料为导向，采用前端技术制备了一系列功能凝胶材料、聚氨酯材料和互穿网络结构材料。(Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1235; Macromolecules2014, 47, 1875; Chem. Mater. 2010, 22, 5653; J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17351; Sol. RRL 2021, 2100917; Macromol. Rapid Commun. 2021, 42, 2100421; J. Mater. Chem. C 2020, 8, 14083; J. Mater. Chem. C 2019, 7, 10988; Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 17067; Polym. Chem. 2018, 9, 420; Macromolecules 2015, 48, 5543; J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7326, etc.)
基于系统的前端聚合技术研究基础，近日，陈苏教授团队受邀在聚合物领域国际知名期刊《Progress in Polymer Science》撰写前端聚合综述，介绍了前端聚合的典型特征及前端聚合动力学的影响因素；系统总结了前端聚合技术的发展，从传统的热差前端聚合、等温前端聚合和光引发前端聚合到等离子体诱导前端聚合、超声引发前端聚合、激光引发前端聚合、磁热引发前端聚合、多通道前端聚合、3D打印前端聚合；着重介绍了前端聚合技术在多种聚合物合成领域（纳米复合材料、互穿网络材料、梯度材料、树脂、功能凝胶材料）及连续管式反应器领域的应用；概括了最新的前端聚合集成技术（前端聚合-微流控技术、前端聚合-图案化技术、前端聚合-酶催化技术、前端聚合-自输送技术、前端聚合-3D打印技术、前端聚合-血管化技术）在先进功能聚合物领域的发展及应用（图1）。最后总结了前端聚合技术存在的挑战并展望了其未来发展方向，认为随着材料、化学、物理、工程等领域的研究人员共同努力，前端聚合技术将在聚合物合成领域产生不可或缺的影响。
图1 前端聚合的分类及应用。
该研究成果以“Advances in Frontal Polymerization Strategy: from Fundamentals to Applications”为题发表在国际聚合物材料重要期刊《Progress in Polymer Science 》上，第一作者为南京工业大学李晴副教授，通讯作者为南京工业大学陈苏教授和朱亮亮教授。
前端聚合工艺制备高性能聚合材料，其能耗低于传统聚合技术10个数量级以上，该技术有望在3D打印领域获得重要应用。目前该研究团队致力于3D打印-前端聚合技术、工艺研究，已开发了 3D打印设备，有望在该领域取得重大突破。
图2 3D打印纺丝机（南京捷纳思新材料有限公司）
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670022000120
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