华南理工大学材料学院高分子材料科学与工程系赵俊鹏

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赵俊鹏，华南理工大学教授。2005年和2010年分别在中国科学技术大学获得学士和博士学位。2007.10-2009.9在希腊国家研究院联合培养；2011.1-2014.11，分别在德国马普胶体与界面研究所和沙特阿卜杜拉国王科技大学从事博士后。2015.1到华南理工大学任教。共发表SCI收录英文论文约30篇，影响因子3以上23篇；4次国际学术会议报告，包括2次国际学术会议特邀报告；受邀撰写综述文章3篇，书籍章节2篇。


赵俊鹏
所在系所：        高分子材料科学与工程系
职  称：        教授
研究领域：        高分子合成方法学
招生专业
高分子化学与物理 高分子化学与物理
通信方式
通信地址：        广州市天河区五山路381号华南理工大学材料学院
邮政编码：        510641
办公地点：        25号楼
办公电话：        020-22236372
电子邮箱：        msjpzhao@scut.edu.cn
移动电话：        （保密）
教育与工作经历教育背景
200109至200507  本科  中国科学技术大学  高分子化学专业  学士
200509至201006  硕博连读  中国科学技术大学  高分子化学与物理专业  博士
200710至200909  联合培养  希腊  国家研究院
工作经历
201101至201203  德国  马普胶体与界面研究所  博士后
201205至201411  沙特阿拉伯  阿卜杜拉国王科技大学  博士后
201503至今  华南理工大学  教授


科研与教学情况
研究方向：
1. 高分子合成方法学（阴离子聚合，有机小分子催化聚合等）
2. 生物质、环境友好高分子的合成
3. 高分子结构表征方法
4. 高分子结构-性质关系

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赵俊鹏教授课题组近期发现结构非常简单的弱碱性磷腈分子（t-BuP1）对苯酐和环氧乙烷的ROAP具有较高的催化效率和极高的选择性。在60 °C、环氧乙烷过量条件下，以醇或羧酸为引发剂实施溶液聚合可获得具有严格交替序列分布的共聚物；在交替共聚过程中以及苯酐转化率达到100%后（延长反应时间）均无环氧自增长和酯交换反应发生；产物具有明确的端基，很窄的分散度（DM<1.10），且分子量可通过单体与引发剂的比例进行严格控制；反应结束后加入第二批单体，共聚物链可继续进行可控的增长；溶剂、催化剂和过量的环氧乙烷都可回收再利用。

因而，该体系符合活性聚合要求，且简单、实用。根据催化剂和链端pKa的比较，该课题组提出“自缓冲”催化/控制机理，即t-BuP1在共聚过程中通过质子穿梭反复扮演羧基活化剂和羟基钝化剂的角色，使两种端基分别具有最适宜的活性，从而对交替共聚具有高选择性（图1）。

图1. 基于催化剂与链端间质子穿梭的“自缓冲”开环交替共聚机理

在此基础上，该课题组将单体扩展至多种一取代、2,3-二取代和2,2,3-三取代环氧（图2）。由于取代环氧的沸点较高，可与苯酐在较高温度（80或100 °C）下进行本体聚合，因而聚合速率大幅提升，一般可在0.5至5小时内获得5千至5万的分子量。所获得的共聚物都具有完美的交替序列分布、明确的端基、可控的分子量和较窄的分子量分布（DM≤1.15）。通过降低引发剂用量、延长反应时间，分子量可进一步提升至15万以上（光散射测得的绝对分子量），高于绝大多数金属有机催化体系获得的结果。利用活性开环交替共聚的特征，通过分步加入两种环氧单体，可以“一锅法”合成结构明确的嵌段交替共聚物；若同时加入两种环氧单体，则可得到无规或梯度交替共聚物（图2）。该研究为环氧基ROAP的可控化、简便化，以及交替型聚酯的多样化提供了一种实用的有机小分子催化策略。

图2. 基于简单有机小分子催化的活性开环交替共聚体系及主要产物结构

以上相关成果分别发表在ACS Macro Letters（2017, 6, 1094）和Macromolecules（DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00159）上。论文的第一作者为华南理工大学材料科学与工程学院在读博士生李恒，通讯作者为赵俊鹏教授。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmacrolett.7b00654

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b00159

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2019自然科学基金面上项目-基于新型化学选择性引发策略精巧合成双端异官能化聚醚
批准号        21971075        学科分类        离子聚合与配位聚合 ( B010402 )
项目负责人        赵俊鹏        负责人职称                依托单位        华南理工大学
资助金额        65.00万元        项目类别        面上项目        研究期限        2019 年 09 月 09 日 至2019 年 09 月 09 日

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环氧化合物具有高反应性的三元环醚骨架和变化万千的取代基，是高分子合成的基本原料和单体类型。以环氧的开环反应为基础构建的杂链聚合物在性能上是碳链聚合物的重要补充，在科学研究、工业生产以及日常生活中应用广泛。除均聚和同源单体共聚生成脂肪族聚醚的反应外，环氧还易与多种异源单体（包括环酯、环状酸酐、二氧化碳及其衍生物等）进行无规、交替和嵌段等共聚反应，生成主链结构显著异于脂肪族聚醚，而侧基同样丰富易调节的杂链聚合物。这极大地拓展了聚合物的结构与性能，并成为高分子材料应对日益增长的性能需求和复杂化、精致化应用的重要化学手段。21世纪初以来，有机/无金属催化聚合获得了前所未有的快速发展，为环氧基聚合反应注入了新的活力。尤其是近年来，Lewis酸碱型双组分无金属催化体系在该类聚合反应中展现出优异的催化效率和选择性，并且在环氧基高分子合成的简便化、绿色化、序列控制等方面实现了较大突破。

        华南理工大学赵俊鹏教授在特约专论中介绍了有机/无金属催化的环氧基聚合反应研究近况，概述了催化剂由单组分到双组分的发展历程，主要内容包括环氧单体的均聚反应，环氧与异源单体的无规、交替和嵌段共聚反应，以及一步串联式交替-嵌段共聚反应。单组分非/弱亲核性有机强碱因其催化机理简单、活性可调节、对高分子结构的控制性较好等特点曾获得较多的关注。随后，有机碱和质子/Lewis酸构建的双组分无金属催化体系兴起，通过酸碱性、催化组分的结构和比例、单体、反应条件等多种调节因素的组合和筛选，可实现提高催化效率、减少催化剂用量、调控催化活性、获得化学/区域/序列选择性、优化合成策略、简化合成步骤、降低催化剂残留物毒性等目标。专论还对该领域今后面临的任务和挑战进行了展望。
       上述工作以题为“环氧单体的有机/无金属催化开环聚合与共聚”专论形式发表在《高分子学报》2020年第10期“有机催化聚合专题报道”（即将出版），DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2020.20088，通讯作者是华南理工大学赵俊鹏教授。该课题得到了国家自然科学基金（基金号21674038，21734004，21971075）的资助。