為進一步推動高分子學科發展🤦🏼‍♀️，促進科研學習與交流，沐鸣开户於2022年6月7日下午15:30在線上舉辦了第十二輯聚合講壇·學術報告活動💁🏽‍♀️，為科研“充”電。本次報告由沐鸣娱乐聚合物分子工程國家重點實驗室主任丁建東教授主持🤵🏼，會議有幸邀請到了中國科學院院士💁🏿‍♀️、有機化學家、中國科學院上海有機化學研究所所長唐勇院士進行了題為“合成高分子材料發展的挑戰與機遇”的精彩報告。

此次報告，唐老師從“既講高分子又講有機化學”的角度出發🪟🚵‍♀️，圍繞“退役材料合成高分子無法生態消融”這一主線，從“發展與文明”、“挑戰與機遇”🧑🏿‍⚖️、“探索與進展”🛒、“體會與感悟”四個方面為我們進行了深入淺出的闡述🛁🧘🏻‍♂️。

報告伊始，唐老師首先介紹了高分子材料的發展史，指出“高分子材料是人類生存和文明的基礎物質”，此後以聚乙烯的工業化進程為例，進一步指出合成高分子材料的重要地位🧃，即“合成高分子材料為社會發展提供不可或缺的物質基礎”。

自1933年，聚乙烯被Fawcett等報道，聚乙烯工業正式揭開帷幕，此時主要是基於高壓聚合工藝🚛。後續研發了不同種類的聚烯烴催化劑如Phillips催化劑（CrOx/SiO2）用於合成直鏈🍢、高結晶度HDPE（可生產呼啦圈）。緊接著，一類重要的催化劑-Ziegler催化劑應運而生。這類催化劑可以在低壓下生產聚乙烯，在當時引起了轟動💏。Ziegler催化劑的誕生促進了過渡金屬有機化學的發展，促使了兩個概念（“均相不對稱金屬催化”和“配位聚合”），以及一個觀念（“擴展不同類型的聚合體系”）的提出，大大推動了基礎研究走向產業化的進程。

如今聚烯烴已被廣泛應用於防彈衣與頭盔🏖、飛機、汽車、防切割手套🐦、減震材料💆🏽🐝、薄膜等各個領域。2021年聚烯烴的直接銷售額已接近5億噸，預計2050年將達到10億噸🚴🏽‍♂️。從聚烯烴的偶然發現到變革性技術的產生，人類的生活已被大大改善🧑🏽‍💻。回歸到合成高分子材料這一大的主題，其總的發展也顯示出類似的趨勢。合成高分子材料早已成為國民經濟和人們衣食住行不可缺少的基礎物質🤽🏿。

在上述背景下，唐老師剖析了目前合成高分子材料的存在的挑戰與機遇。傳統的合成高分子材料的生產和處理通常是以不可持續的線性經濟模式進行👰，即“化石原料-煉化-生產-使用-丟棄/焚燒/土地填埋”💦。這種模式不僅導致有限的化石資源的快速消耗😘，而且造成過量碳排放和塑料垃圾等嚴峻的全球共性環境問題🧚🏽‍♂️。禁塑不可行，限塑須科學，怎樣發展可持續的合成高分子材料已經成為一項重要課題🌵。針對這一問題，唐老師從“現實應對”以及“未來需求”兩個方面給出了五種解決策略🧎‍♀️，包括“高性能化”、“退役材料高值化”、“天然高分子改性”、“可降材料”以及“可化學循環”。

接下來，唐老師分別就這幾種解決策略介紹了許多相關課題組的優秀研究工作🧖🏿‍♂️。受篇幅限製🤰🏽，這裏僅列舉出部分。在“退役材料高值化”方面🧿，老師介紹了上海有機化學研究所黃正老師團隊利用聚乙烯溫和可控降解製備柴油和聚乙烯蠟✤；在“天然高分子改性”方面🟥，介紹了武漢大學張俐娜院士團隊開發的“低溫快速溶解纖維素/甲殼素/殼聚糖新技術”🫐；在“可降解材料”方面♨️，介紹了長春應化所陳學思院士團隊開發可降解聚乳酸的出色研究工作；在“可循環高分子材料”方面，介紹了Eugene Y.-X.Chen團隊開發的在一定條件下分別進行聚合和解聚的聚酯🫳🏽。最後，老師詳細闡述了自己課題組相關的探索與進展◽️，其主線是圍繞合成高分子材料的“高性能化”。

最初研究思路的確立是基於唐老師課題組發現的一個重要問題——摩擦。摩擦是普遍存在的物理現象。實際上我們常常忽略的是，摩擦消耗全球一次性能源的1/3左右🍭，導致了60%的設備破壞或故障。潤滑油在減少摩擦方面作用巨大🍤，因此被稱為現代工業機械的血液。2020年全球潤滑油銷售額已增加至1788.7億美元。潤滑油由添加劑和基礎油組成，其中基礎油占比達到70-95%，成為決定潤滑油基本品質的核心材料。IV類基礎油（PAO）是目前調和高端潤滑油的必選和首選基礎油🧙🏻‍♂️，然而PAO原料產能受限，價格居高不下。我國仿製PAO幾十年仍無突破，目前國防軍工及高端民用裝備如高鐵🧒🏿。風電。高級車用潤滑油基本依賴進口👩🏽‍🏭⚈。面對這一技術瓶頸，唐老師團隊決定開發一種原料大宗易得價格便宜、催化劑成本低👇🏿、性能優異可控、工藝簡單安全的新型基礎油𓀌，從而關註到了最為常見的合成高分子材料——聚乙烯，擬設計合成超支化聚乙烯油ETO。

針對“結構不可控”、“催化活性低”、“催化成本高”、“工程化困難”等諸多問題，唐老師團隊從設計合成高效且系列化的催化劑，再對ETO以及PAO的性能進行研究，最後進行配方🧑🏻‍🍳、工程化與運用的思路出發。在催化劑的研發方面📸，唐老師團隊最終選擇了Ni作為催化劑金屬🤳🏽🍰，采用非對稱策略（電性與位阻）進行配體設計👨‍🚒，所得的催化劑具有高活性（14750 g/d·h）、高支化度且支化度可控💇🏼‍♂️、分子量低（＜1000 g/mol👰🏼🤷🏻‍♀️，且粘度可調）🎠、催化壽命長等優勢。

進行性能評價發現，與PAO相比，單純ETO在各項性能包括減摩性能、抗銅片性能👩🏼‍🍳、抗乳化和抗泡沫性能、熱氧化安定性和油泥控製能力等方面均表現十分優異。替代PAO生產潤滑油，在重負荷工業齒輪油、重負荷車輛齒輪油GL-5🤷🏽🏃🏻‍➡️、高端真空泵油、長壽命液壓油、環保型金屬加工液眾多應用場景進行使用⚰️，ETO均顯示出卓越的性能🎞。基礎油性能的提高使得製備潤滑油時所用的添加劑更少，從而大大減少了對環境的負荷。目前🧟‍♀️，ETO已真正邁向工業化生產，正建立3000萬噸/年的生產線。

最後👮🏽‍♂️，唐老師還分享了自身從基礎研究到工業化生產的寶貴經驗🧔🏻‍♀️：沒有基礎研究，一定不會有真正的高新技術；沒有密切的合作也不會有真正的高新技術；相互尊重，相互欣賞，包容共進才能實現合作共贏！這對我們日後的研究具有重要的啟迪意義！