本書基于作者團(tuán)隊(duì)十余年的二氧化碳基生物降解高分子材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化成果,系統(tǒng)總結(jié)了各類二氧化碳共聚物的制備技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)展。全書共五章,包括二氧化碳利用概述、二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯、二氧化碳與環(huán)氧化物及第三單體的共聚物、二氧化碳基聚氨酯、其他二氧化碳共聚物等。本書主要內(nèi)容為作者團(tuán)隊(duì)研究的成果及產(chǎn)業(yè)化案例,同時(shí)也匯集了該領(lǐng)域國內(nèi)外的相關(guān)研究進(jìn)展,以供讀者參考學(xué)習(xí)。
本書適合化學(xué)工業(yè)、高分子材料(尤其是生物降解塑料)相關(guān)領(lǐng)域的科研人員、企業(yè)的管理人員及生產(chǎn)技術(shù)人員,各大高校和科研院所高分子材料、生物材料等相關(guān)專業(yè)的師生,同時(shí)也適合政府管理決策、投資、咨詢等行業(yè)的相關(guān)人員參閱。
孟躍中教授是1998年度中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”和“海外杰出人才”;現(xiàn)任廣東省“珠江學(xué)者”特聘教授(2010年)、中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院和化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院雙聘二級教授(2010年)、中山大學(xué)聯(lián)創(chuàng)碳中和技術(shù)研究院院長、河南省科學(xué)院化學(xué)所首席科學(xué)家、鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院講座特聘教授,是國家“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“催化科學(xué)”領(lǐng)域總體專家。
他師從高分子化學(xué)開拓者之一、加拿大McGill 大學(xué)Tomlison 教授 Allan S.Hay,曾獲得國家“八五”科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)、中國“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)”特等獎(jiǎng)及“當(dāng)代發(fā)明家”榮譽(yù)稱號、第十八屆(2016)和第二十六屆(2024)中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)、中國商業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國家環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)、廣東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、遼寧省科技發(fā)明一等獎(jiǎng)以及廣東省優(yōu)秀專利獎(jiǎng)。
孟躍中教授發(fā)表了518篇SCI收錄論文,其中影響因子大于10的有108篇。另有160多件中國和美國發(fā)明專利。2014年至2024年連續(xù)11年入選中國高被引學(xué)者,H-index = 78。 是 Sustainable Polymer & Energy 主編,Applied Energy Science 主編,Advanced Industrial and Engineering Polymer Research (IF=12.0)的副主編,以及Journal of Engineering 的學(xué)術(shù)主編。
第一章二氧化碳利用概述
1.1二氧化碳的物理化學(xué)性質(zhì) 3
1.1.1二氧化碳的物理性質(zhì) 3
1.1.2二氧化碳的化學(xué)性質(zhì) 5
1.2二氧化碳的活化 7
1.2.1二氧化碳的生物酶催化活化 9
1.2.2二氧化碳的熱表面催化活化 11
1.2.3二氧化碳的光催化活化 16
1.2.4二氧化碳的電催化活化 28
1.3二氧化碳在可降解材料領(lǐng)域的資源化利用 38
參考文獻(xiàn) 39
第二章二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯
2.1聚碳酸丙烯酯的合成 52
2.1.1二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué) 53
2.1.2二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚催化體系 57
2.2聚碳酸乙烯酯的合成 66
2.3聚碳酸環(huán)己烯酯的合成 66
2.4脂肪族多元共聚碳酸酯的合成 72
2.4.1無規(guī)序列結(jié)構(gòu)的脂肪族多元共聚碳酸酯 72
2.4.2嵌段序列結(jié)構(gòu)的脂肪族多元共聚碳酸酯 74
2.5二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的性能 76
2.5.1熱性能 77
2.5.2力學(xué)性能 79
2.5.3生物降解性能 79
2.5.4立構(gòu)規(guī)整性對性能的影響 82
2.6二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的改性 84
2.6.1與無機(jī)物的共混改性 85
2.6.2與可降解高分子材料的共混改性 86
2.6.3與其他高分子材料的共混改性 96
2.6.4化學(xué)改性 100
2.7聚碳酸丙烯酯薄膜的制備 102
2.8二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的應(yīng)用 112
2.8.1阻隔材料 112
2.8.2發(fā)泡材料 114
2.8.3電池材料 121
2.8.4膠黏劑材料 122
2.8.5其他功能化材料 123
2.9二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的產(chǎn)業(yè)化 124
2.9.1發(fā)展現(xiàn)狀 124
2.9.2未來展望 126
參考文獻(xiàn) 128
第三章二氧化碳、環(huán)氧化物及第三單體的共聚物
3.1二氧化碳、環(huán)氧化物及環(huán)酸酐的共聚物的合成 150
3.1.1二氧化碳/環(huán)氧化物/環(huán)酸酐三元共聚的金屬催化體系 150
3.1.2二氧化碳/環(huán)氧化物/環(huán)酸酐三元共聚的非金屬催化體系 154
3.2二氧化碳、環(huán)氧化物及丙交酯的共聚物的合成 183
3.3二氧化碳、環(huán)氧化物及環(huán)內(nèi)酯的共聚物的合成 201
3.4二氧化碳、環(huán)氧化物及異氰酸酯的共聚物的合成 209
3.5二氧化碳基多元共聚物的性能及加工 212
3.5.1二氧化碳、環(huán)氧丙烷和環(huán)酸酐的三元共聚物 212
3.5.2二氧化碳、環(huán)氧丙烷和丙交酯的三元共聚物PPCLA 223
3.5.3二氧化碳、環(huán)氧化物和環(huán)內(nèi)酯的三元共聚物 241
3.5.4二氧化碳、環(huán)氧丙烷和二苯甲烷二異氰酸酯共聚的微交聯(lián) PPC 244
3.5.5其他二氧化碳基多元共聚物 249
3.6二氧化碳基多元共聚物的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 250
3.6.1PPCLA 在多層復(fù)合軟管中的應(yīng)用 251
3.6.2PPCLA 發(fā)泡材料 251
3.6.3PPCLA 與熱塑性聚氨酯共混發(fā)泡材料 256
參考文獻(xiàn) 258
第四章二氧化碳基聚氨酯
4.1非光氣路線合成聚碳酸酯二(多)元醇 268
4.2非光氣路線合成氨基甲酸酯 278
4.2.1二元醇與二氨基甲酸酯類單體反應(yīng)合成聚氨酯 279
4.2.2二胺與雙碳酸酯類單體反應(yīng)合成聚羥基氨酯 280
4.2.3二氧化碳與其他單體直接共聚合成聚氨酯 282
4.3二氧化碳基聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能 283
4.3.1影響聚氨酯結(jié)構(gòu)的因素 283
4.3.2二氧化碳基聚氨酯性能研究進(jìn)展 290
4.4評述與展望 297
參考文獻(xiàn) 298
第五章其他二氧化碳共聚物
5.1二氧化碳與二胺直接合成聚脲 304
5.2二氧化碳間接法合成聚脲 307
5.3二氧化碳與烯烴化合物的共聚物 309
5.4二氧化碳與炔烴化合物的共聚物 315
5.5二氧化碳與空間位阻的路易斯酸堿對的共聚物 323
5.6二氧化碳合成淀粉 328
參考文獻(xiàn) 332