JACS：安装受控的立体缺陷产生具有高韧性和光学清晰度的半结晶和可生物降解的聚（3-羟基丁酸酯）

Nanoyu

2023-03-04

有规立构聚合物中存在的立体缺陷通常会降低热性能和机械性能，因此抑制或消除它们是实现具有最佳或增强性能的聚合物的主要理想目标。

在这里，巴斯克大学Alejandro J. Müller，科罗拉多州立大学Eugene Y.-X. Chen通过向半结晶可生物降解聚（3-羟基丁酸酯）（P3HB）引入受控立体缺陷来实现相反的效果，它为半结晶全同立构聚丙烯提供了一种有吸引力的可生物降解替代品，但易碎且不透明。

文章要点

1）研究人员通过大幅增韧来增强 P3HB 的特定性能和机械性能，并使其具有所需的光学透明度，同时保持其生物降解性和结晶度。

2）这种不改变化学成分的立体微观结构工程增韧策略也不同于通过共聚增韧 P3HB 的传统方法，共聚会增加化学复杂性，抑制所得共聚物的结晶，因此在聚合物回收和性能方面是不受欢迎的。更具体地说，富含间规的 P3HB (sr-P3HB)，很容易从八元内消旋二甲基二醇合成，具有一组独特的立体微观结构，包括丰富的间规 [rr] 和无等规 [mm] 三联体，但随机存在丰富的立体缺陷沿链分布。

3）这种 sr-P3HB 材料具有高韧性 (UT = 96 MJ/m3)，这是由于其高断裂伸长率 (>400%) 和抗拉强度 (34 MPa)、结晶度 (Tm = 114 °C)、光学透明度（由于其亚微米球晶）和良好的阻隔性能，同时在淡水和土壤中仍可生物降解。

参考文献

Ethan C. Quinn, et al, Installing Controlled Stereo-Defects Yields Semicrystalline and Biodegradable Poly(3-Hydroxybutyrate) with High Toughness and Optical Clarity, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12897

https://doi.org/10.1021/jacs.2c12897