涨知识！新型聚合物的产生为我们谋福利！

研究人员研发了一种化学反应可以产生的一种聚合物，即一种坚固的塑料，可以形成如图所示的结构面板，被称为强效碳酸脂。这种面板可以用作建筑材料，也可以用于安全护目镜和水瓶等应用。资料来源：falconsoft/Pixabay

一组研究人员开发出了一种更快更简单的制造硫聚合物的方法，这种方法可以降低大规模生产的成本。这个方法被发表在Nature 杂志上。

Chemistry 和AngewandteChemie两本杂志打开了从聚合物中创造新产品的大门，并且新产品中产生的危险废物少得多。研究人员测试反应，将俗称为用于硫(VI)氟化物交换的SuFEx反映中加上新研发的催化剂加速其反应，可用于制作小到水瓶和手机壳大到医疗设备和防弹玻璃等领域。

当新的有用的分子被发现时，最开始可以被化学家使用的简单有效的反应是很少的，更别说是要满足扩大成本效益的工业生产要求的反应了。2001年，诺贝尔奖得主K. Barry Sharpless介绍了一种有机的化学概念，被称为“点击化学”，它描述了一套可控、高反应性、高产并且不需要太多纯化的反应。

按照自然条件下的例子，点击化学的反应遵循简单的方案，使用容易获得的原料，并在温和的反应条件下使用良性起始试剂。点击化学已经成为生成大型潜在有用化合物库的宝贵工具，并为工业寻求发现新的药物和材料。

研究人员表明多硫酸盐的大量合成，依赖于SuFEx反应的化学技术​

来自劳伦斯伯克利国家实验室的一家专门从事纳米级科学研究的机构，即分子铸造公司(Berkeley Lab)的科学家与斯普里普斯研究所(TSRI)教授Sharpless和吴鹏带领的团队组建队伍，共同合作。该团队使用SuFEx点击化学反应创建了长链连接的含硫分子，称为多硫酸盐和聚磺酸盐。

分子铸造公司的有机合成工程总监刘毅表示：“点击化学是发现新材料的有力工具，但合成化学家却通常不能很好的表征其所形成的聚合物。我们可以提供广泛的专业知识和工具用来扩大研究范围和影响力。”

SuFFIx反应在2014年作为新的点击反应而引入。这项反应能够快速可靠地产生新的化学键，并将化合物与硫酸盐或磺酸盐连接在一起。虽然聚硫酸酯已经表现出作为其竞争者(例如用于眼镜镜片和水瓶的强塑料)的巨大潜力，但是由于缺乏可靠且易于扩展的合成方法，它们很少用于工业应用。

新开发的化学技术可以使聚硫酸酯塑料比聚碳酸酯更具竞争力，用于制造如图所示的安全护目镜

聚合物是由较小的分子组装起来的，就如同项链是由相同的珠粒组成一样。在使用SuFEx技术制造聚磺酸盐“项链”时，研究人员将乙烯磺酰氟胺 - 苯胺和双酚醚作为良好的“珠粒”使用，发现使用氟化物作为催化剂能够完成之前缓慢反应的“点击”。研究人员发现高效率的反应得益于高达99%的转化率。从开始反应到形成产品只用了不到一个小时。

研究人员发现，新反应需要比其他已知方法少100至1000倍的催化剂，可以使危险废物显著减少。氟化盐的腐蚀性也远低于以前使用的催化剂，并且更广泛的起始底物作为“珠粒”，研究人员表示，他们希望可以引导其生成一系列工业过程。

刘说：“以前还有许多新的聚合物没有被广泛使用。通过减少浪费，提高产品纯度和降低成本，使这一反应在该行业中得到更广泛的应用。”

分子铸造公司是科学用户使用的DOE办公室，可以免费使用最先进的设备和纳米级的多学科专业知识，访问来自世界各地的科学家。