针对制约生物降解高分子发展的结构和性能控制两个瓶颈问题,以"生物降解高分子的合成与加工的基本科学问题"为研究方向,发挥群体在生物降解高分子材料领域的长期积累和综合优势,以聚乳酸、二氧化碳共聚物为主要研究对象,以5000吨/年聚乳酸和5000吨/年二氧化碳基塑料两条生产线为依托,以高分子链结构控制-凝聚态结构调控-加工流变学-材料热稳定性与力学性能为研究主线,重点开展4个方面的基础研究(1)结构可控聚合与催化剂;(2)生物降解高分子的结构与性能调控;(3)材料成型加工中的基本科学问题;(4) 生物降解高分子材料的非石油路线合成。从而解决生物降解高分子材料的核心原料来源、结构可控合成和性能控制等关键科学问题,使群体成为我国生物降解高分子材料的研发基地和降解塑料产业的核心技术源头,成为国际上在该领域具有一流水平的创新团队,为我国的低碳经济和可持续发展战略做出创新性贡献。
biodegradable;polymer materials;high activity catalyst;structural control;polymer processing
通过对合成生物降解高分子材料的高活性和高选择性催化剂、材料的一次结构和聚集态结构控制、材料的成型加工流变学等基本科学问题的系统研究,取得了一系列的创新性研究成果。发表143篇SCI收录的学术论文,使研究团队成为生物降解高分子领域有世界影响的一支力量;同时实现了二氧化碳基塑料和聚乳酸2大类生物降解高分子的规模化生产和应用,成为我国生物降解高分子材料产业的核心技术源头,为在我国建立具有世界竞争力、拥有核心技术的生物降解高分子产业做出了重要贡献。围绕着生物降解高分子材料的基本科学问题,研究群体按照计划开展了催化剂设计合成与结构可控聚合、生物降解高分子的结构与性能调控、生物降解高分子材料的改性和加工和非石油路线高分子材料的合成与改性等4个方面的研究工作,并取得了一系列的研究成果。除了按照既定目标积极开展工作以外,我们还积极开展生物降解高分子材料的多样化及应用拓展,成功实现了热响应性脂肪族聚(氨酯-胺)、生物可降解内毒素吸附材料、生物可降解聚合物/血红蛋白组装体的合成,并开展了高分子/药物自组装体系的稳定化与可控释放等研究。围绕全生物降解的二氧化碳基塑料(PPC)和聚乳酸(PLA)的合成与改性,系统研究了原料单体的合成与纯化、催化剂、聚合反应工艺、聚合后处理技术、聚合物改性与加工等全流程产业化关键技术,成功实现了3万吨/年二氧化碳基塑料生产线和5000吨/年聚乳酸生产线的稳定生产,形成了较为完备的二氧化碳基塑料和聚乳酸的产业化关键技术,正在积极推动我国乃至世界的生物降解塑料产业发展。