苯乙炔配位聚合及其光热性能探究
高分子综合实验的文献综述
摘要：高分子化学综合实验的开展有利于帮助学生熟悉高分子化学实验的基本操作、养成良好的实验习惯、了解科研工作的基本过程。其中，共轭聚合物因其具有独特的光电特性，将其引入高分子化学综合实验中具有重要的意义。因此，本研究结合当下研究热点共轭聚合物和配位聚合，同时融入绿色化学的合成思想，有利于丰富传统高分子综合实验内容，进一步加强学生对科研工作的了解。
关键词：高分子综合实验；聚苯乙炔；绿色化学；配位聚合
- 引言
高分子化学综合实验是为高分子专业的学生开设的一门必修实验课程，它将课堂上的理论知识与实践相结合，有利于提高学生的动手操作能力和学科专业素养，是培养高素质人才的重要途径。高分子综合实验具备全面性与综合性、前沿性与可操作性相结合的特点[1]，学生通过高分子综合实验掌握实验的基本原理，熟悉实验的基本操作与表征方法。当下，在高分子学科领域中，共轭聚合物因其具有独特的光电特性[2]而成为很多学者研究的热点，但是在校大学生接触这一领域的机会很少，因此，我们希望可以将共轭聚合物的合成操作与性能表征等内容引入高分子综合实验，让学生顺应当下热点动态，接触更多领域的科研内容。共轭聚合物具有独特的共轭双键交替结构，它不仅具有一般聚合物优良的柔韧性、可加工性，还具有良好的光学、电学特性，因此，共轭聚合物在光伏电池、非线性光学材料[3]、电致发光材料[4]等领域具有很好的发展前景。其中聚苯乙炔作为常见的共轭高分子，其主链结构双键交替，具有优良的光电性、顺磁性、能量迁移转换性等优点[5]，已经成为当下研究光电高分子材料的热点。
其中，配位聚合反应是合成聚合物的重要反应之一[6]，然而，学生在学习配位聚合这一章节时，并没有深入系统地掌握，其主要原因是配位聚合涉及到《高分子化学与物理》、《有机化学》、《金属有机化学》、《无机化学》等多门学科[7]，对本科生的要求过高，给教学带来了困难。同时，当下科研人员对配位化学的研究还不够成熟，仍然存在许多争论，这给教材的编辑带来了挑战。
本文从Ziegler-Natta催化剂和配位聚合的发展进行研究，介绍了将配位聚合和共轭聚合物引入到高分子综合实验中的重要性，同时结合当下大为流行的绿色化学原理，有效地对高分子综合实验存在的不足进行分析，并且提出合理的改进方法。
- 研究背景
（一）Ziegler-Natta催化剂在聚烯烃工业中的应用
1953年，德国化学家Karl Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3（Ziegler催化剂）为引发剂，在低温低压下成功合成了聚乙烯，开辟了配位化学的新研究领域。1954年，意大利化学家Giulio Natta利用TiCl3-Al(C2H5)3（Natta催化剂）为引发剂在同样条件下合成了聚丙烯，并且首次提出了有规立构高分子概念，这就是众所周知的“Ziegler-Natta催化剂”[8]。此类催化剂的发明，促进了聚烯烃工业(塑料行业)的蓬勃发展，因此两人于1963年共同获得诺贝尔化学奖。烯烃聚合催化剂的每一次革新，都推动着聚烯烃产业的快速发展。基于此，将烯烃聚合催化剂介绍给学生，让他们了解Ziegler-Natta催化剂及其应用，对于高分子教学具有重要意义。
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