青岛科技大学高分子学院华静教授团队开发的“脉冲链转移聚合”全新活性聚合策略，该策略显著提高了催化剂利用率，大幅降低成本，符合产业需求与绿色化学理念，有望推动高分子材料行业发展。
阴离子聚合，作为活性聚合领域的典型代表，在诸多重要领域展现出不可替代的作用。例如，在合成液体橡胶以及 SBS 嵌段共聚物等方面，阴离子聚合发挥着关键功效。然而，由于其聚合机理存在一定的局限性，每个催化剂通常只能引发一条分子链。这就导致在聚合物工业生产过程中，往往需要消耗大量的催化剂。如此一来，不仅造成了大量的资源浪费，还使得生产成本大幅增加。
在阴离子聚合中，烷基锂是最为重要的引发剂，也就是催化剂。近年来，随着新能源汽车行业的蓬勃发展，锂资源变得愈发紧张。在这种情况下，锂催化剂的成本也日益提高。因此，工业界迫切需要一种能够大幅降低锂引发剂成本的阴离子活性聚合策略，以缓解当前的困境。
近日，青岛科技大学高分子学院华静教授团队取得了一项重大突破。他们开发出一种名为“脉冲链转移聚合”的全新活性聚合策略。这一策略具有显著的优势，它能够显著提高催化剂/引发剂的利用率，将催化剂的用量大幅降低十倍以上。相关的研究成果以“‘Pulsed’Chain Transfer Anionic Polymerization: A Green and Cost‐Effective Approach for Controlled Polymer Synthesis”为题，发表在了化学领域的顶级刊物 Angewandte Chemie International Edition 上。在这篇论文中，青岛科技大学博士研究生汤健为第一作者，华静教授为通讯作者，青岛科技大学为唯一通讯单位。
该团队的研究人员通过向传统的阴离子聚合中引入温度响应性的可控链转移反应，成功实现了引发剂的可控再生。在不破坏体系可控/活性聚合优势的前提下，极大地降低了引发剂的用量，使得引发剂的利用率可达 1500%。这一技术不仅可以实现丁二烯、异戊二烯和苯乙烯等单体的活性均聚，还能够用于制备嵌段共聚物。
这种特殊的引发体系由正丁基锂/正丁基钾/1,2 - 二吡咯烷基乙烷构成。在较低温度下，它可以引发二烯烃或苯乙烯类单体的活性聚合；而在较高温度下，活性中心会迅速发生链转移。因此，通过控制反应温度的交替变化以及间歇性加入单体，就能够实现链增长和链转移的交替进行。由于其链转移过程具有间歇的特质，该方法被命名为“脉冲”链转移阴离子聚合（PCTP）。
从成本节约的角度来看，该技术相比于传统阴离子活性聚合具有巨大的优势。使用传统阴离子聚合方法生产每吨数均分子量 1000 的液体橡胶，需要消耗 2.5M 浓度的正丁基锂 280kg；而使用“脉冲链转移聚合”技术，仅需要正丁基锂 17kg。按照正丁基锂每吨约 20 万元计算，生产每吨液体橡胶即可为企业节约成本 5 万元以上。
该技术不仅符合“降本增效”的产业需求，同时也契合绿色化学和先进制造的理念。通过在聚合过程中实现催化剂的可控循环复用，有效地减少了生产过程中对锂资源的依赖，缓解了锂资源紧张对高分子工业领域的影响。此外，PCTP 技术的高效链转移机制使得聚合过程更加可控，拓展了传统阴离子聚合的应用边界，为高性能橡胶、热塑性弹性体及功能化聚合物的合成提供了新的可能性。该策略未来有望应用于高端聚合物材料的大规模低成本制造，进一步降低环境影响，推动高分子材料行业朝着绿色、节能、高效的方向发展。
本文介绍了阴离子聚合存在的催化剂消耗大、锂资源成本高的问题，重点阐述了青岛科技大学华静教授团队开发的“脉冲链转移聚合”策略，该策略提高了引发剂利用率、降低成本、符合产业和环保理念，为高分子材料行业带来新的发展机遇。
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