一、研究背景
活性自由基聚合（LRP）的发展是高分子化学领域的里程碑进展之一，是精确合成具有特定分子量、分子量分布和结构聚合物的重要方法。自提出以来，各类LRP技术发展迅速并得到广泛应用。然而，尽管不同LRP技术各具特色，但在实际应用中面临诸多限制。这主要源于每种LRP技术都需要特定的条件、催化体系及适用单体，导致各种LRP方法仅适用于某些条件，而在其他应用场景中则可能存在明显局限性。为了克服上述问题，人们将不同的LRP方法进行组合，从而可以发挥各自的优势。然而，不同LRP机制间的相互影响非常复杂，并非所有方法都能直接组合。因此，阐明不同LRP机理间的相互作用规律，揭示机理间组合的兼容性，建立多机理LRP体系的构建准则，成为亟待解决的重要科学问题。上海交通大学朱新远教授团队利用机理间的关联性构建了引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合（Initiators for Continuous Activator Regeneration Atom Transfer Radical Polymerization，ICAR-ATRP）和可逆加成-断裂链转移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT）的二元聚合体系（ATRP-RAFT，图1）。根据团队此前提出的二元聚合模型，通过杂化函数Φ量化不同机理间的相互作用强度。进一步监测引发剂与链转移剂的动力学行为，结合密度泛函理论（DFT）分析，揭示了两种LRP机理间相互作用的影响因素。基于上述发现，研究团队构建了评价LRP组合有效性的判据，并据此成功建立及优化了ATRP-RAFT 协同聚合体系。与独立的ICAR-ATRP及RAFT相比，该二元聚合体系拓展了单一RAFT链转移剂的单体适用范围，同时大幅减少了ICAR-ATRP催化剂的含量，并保持了良好的聚合反应活性。该文提出的二元LRP聚合方法及其判据，不仅为学术研究提供了新思路，还为工业生产提供了潜在的解决方案。该方法有望降低LRP方法的技术壁垒及生产成本，提高适用范围及生产效率。
图1. 结合ICAR-ATRP与RAFT机理的ATRP-RAFT二元聚合体系示意图
该文章以“Binary Living Radical Polymerization of Dual Concurrent ATRP-RAFT”（《ATRP-RAFT二元活性自由基聚合》）为题，于2025年2月20日发表在中国科学院长春应用化学研究所与美国化学会共同出版的期刊Polymer Science & Technology上。Binary Living Radical Polymerization of Dual Concurrent ATRP-RAFT
Mengqi Ge, Xinwei Chen, Liang Wu, Xiangyi Wang, Ning Ren,* and Xinyuan Zhu**
*通讯作者，上海交通大学化学化工学院，聚烯烃催化技术与高性能材料全国重点实验室，高分子材料研究所
**通讯作者，上海交通大学化学化工学院，聚烯烃催化技术与高性能材料全国重点实验室，高分子材料研究所，上海交通大学变革性分子前沿科学中心
https://doi.org/10.1021/polymscitech.4c00039
四、作者团队
葛孟淇，上海交通大学化学化工学院高分子化学专业在读博士研究生（2020年至今），导师为朱新远教授，研究方向为多元聚合理论。
任宁，上海交通大学化学化工学院助理研究员，主要从事高分子化学相关研究，围绕多机理及单体参与的多元聚合展开工作。
朱新远，上海交通大学化学化工学院特聘教授，主要从事聚合反应及高分子材料研究，主持了多项国家和省部级及企业科研项目，部分成果实现了产业化应用。曾获国家杰出青年科学基金、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。
本文转自公众号：高分子科学与技术PS&T，https://mp.weixin.qq.com/s/tFkp9IcbetM61BnYsJX_jQ
