二氧化碳共聚物的制备及应用

二氧化碳（CO）是一种资源丰富、廉价、无毒的化合物，因此它是化学合成基本的碳源和理想的原材料之一。CO2的固定是一个变废为宝、节能减排、经济可行的“绿色化学”过程，而CO2基聚合物的组成和性能使其具有环境友好、节省能源和生物医学应用的特性。因此，在实验室研究以及工业应用中不断地改进CO2基聚合物的合成与改性工艺具有深远意义，是一举多得的可持续发展途径。
本书主要介绍脂肪族聚碳酸酯、二氧化碳、环氧化物及第三弹性体的共聚物、二氧化碳基聚脲、二氧化碳基聚氨酯，以及其他二氧化碳共聚物的合成、性能及产业化应用。

本书基于作者团队十余年的二氧化碳基生物降解高分子材料的研发及产业化成果，系统总结了各类二氧化碳共聚物的制备技术和应用进展。全书共五章，包括二氧化碳利用概述、二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯、二氧化碳与环氧化物及第三单体的共聚物、二氧化碳基聚氨酯、其他二氧化碳共聚物等。本书主要内容为作者团队研究的成果及产业化案例，同时也汇集了该领域国内外的相关研究进展，以供读者参考学习。
本书适合化学工业、高分子材料（尤其是生物降解塑料）相关领域的科研人员、企业的管理人员及生产技术人员，各大高校和科研院所高分子材料、生物材料等相关专业的师生，同时也适合政府管理决策、投资、咨询等行业的相关人员参阅。

孟跃中教授是1998年度中国科学院“百人计划”和“海外杰出人才”；现任广东省“珠江学者”特聘教授（2010年）、中山大学材料科学与工程学院和化学工程与技术学院双聘二级教授（2010年）、中山大学联创碳中和技术研究院院长、河南省科学院化学所首席科学家、郑州大学化学学院讲座特聘教授，是国家“十四五”重点研发计划“催化科学”领域总体专家。
他师从高分子化学开拓者之一、加拿大McGill 大学Tomlison 教授 Allan S.Hay，曾获得国家“八五”科技攻关重大成果奖、中国“发明创业奖”特等奖及“当代发明家”荣誉称号、第十八届（2016）和第二十六届（2024）中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术一等奖、教育部科技进步二等奖、国家环境保护科学技术三等奖、广东省环境保护科学技术一等奖、辽宁省科技发明一等奖以及广东省优秀专利奖。
孟跃中教授发表了518篇SCI收录论文，其中影响因子大于10的有108篇。另有160多件中国和美国发明专利。2014年至2024年连续11年入选中国高被引学者，H-index = 78。 是 Sustainable Polymer & Energy 主编，Applied Energy Science 主编，Advanced Industrial and Engineering Polymer Research (IF=12.0）的副主编，以及Journal of Engineering 的学术主编。

第一章二氧化碳利用概述
1.1二氧化碳的物理化学性质 3
1.1.1二氧化碳的物理性质 3
1.1.2二氧化碳的化学性质 5
1.2二氧化碳的活化 7
1.2.1二氧化碳的生物酶催化活化 9
1.2.2二氧化碳的热表面催化活化 11
1.2.3二氧化碳的光催化活化 16
1.2.4二氧化碳的电催化活化 28
1.3二氧化碳在可降解材料领域的资源化利用 38
参考文献 39

第二章二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯
2.1聚碳酸丙烯酯的合成 52
2.1.1二氧化碳和环氧丙烷共聚反应机理和动力学 53
2.1.2二氧化碳和环氧丙烷共聚催化体系 57
2.2聚碳酸乙烯酯的合成 66
2.3聚碳酸环己烯酯的合成 66
2.4脂肪族多元共聚碳酸酯的合成 72
2.4.1无规序列结构的脂肪族多元共聚碳酸酯 72
2.4.2嵌段序列结构的脂肪族多元共聚碳酸酯 74
2.5二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的性能 76
2.5.1热性能 77
2.5.2力学性能 79
2.5.3生物降解性能 79
2.5.4立构规整性对性能的影响 82
2.6二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的改性 84
2.6.1与无机物的共混改性 85
2.6.2与可降解高分子材料的共混改性 86
2.6.3与其他高分子材料的共混改性 96
2.6.4化学改性 100
2.7聚碳酸丙烯酯薄膜的制备 102
2.8二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的应用 112
2.8.1阻隔材料 112
2.8.2发泡材料 114
2.8.3电池材料 121
2.8.4胶黏剂材料 122
2.8.5其他功能化材料 123
2.9二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的产业化 124
2.9.1发展现状 124
2.9.2未来展望 126
参考文献 128

第三章二氧化碳、环氧化物及第三单体的共聚物
3.1二氧化碳、环氧化物及环酸酐的共聚物的合成 150
3.1.1二氧化碳/环氧化物/环酸酐三元共聚的金属催化体系 150
3.1.2二氧化碳/环氧化物/环酸酐三元共聚的非金属催化体系 154
3.2二氧化碳、环氧化物及丙交酯的共聚物的合成 183
3.3二氧化碳、环氧化物及环内酯的共聚物的合成 201
3.4二氧化碳、环氧化物及异氰酸酯的共聚物的合成 209
3.5二氧化碳基多元共聚物的性能及加工 212
3.5.1二氧化碳、环氧丙烷和环酸酐的三元共聚物 212
3.5.2二氧化碳、环氧丙烷和丙交酯的三元共聚物PPCLA 223
3.5.3二氧化碳、环氧化物和环内酯的三元共聚物 241
3.5.4二氧化碳、环氧丙烷和二苯甲烷二异氰酸酯共聚的微交联 PPC 244
3.5.5其他二氧化碳基多元共聚物 249
3.6二氧化碳基多元共聚物的产业化应用 250
3.6.1PPCLA 在多层复合软管中的应用 251
3.6.2PPCLA 发泡材料 251
3.6.3PPCLA 与热塑性聚氨酯共混发泡材料 256
参考文献 258

第四章二氧化碳基聚氨酯
4.1非光气路线合成聚碳酸酯二（多）元醇 268
4.2非光气路线合成氨基甲酸酯 278
4.2.1二元醇与二氨基甲酸酯类单体反应合成聚氨酯 279
4.2.2二胺与双碳酸酯类单体反应合成聚羟基氨酯 280
4.2.3二氧化碳与其他单体直接共聚合成聚氨酯 282
4.3二氧化碳基聚氨酯的结构与性能 283
4.3.1影响聚氨酯结构的因素 283
4.3.2二氧化碳基聚氨酯性能研究进展 290
4.4评述与展望 297
参考文献 298

第五章其他二氧化碳共聚物
5.1二氧化碳与二胺直接合成聚脲 304
5.2二氧化碳间接法合成聚脲 307
5.3二氧化碳与烯烃化合物的共聚物 309
5.4二氧化碳与炔烃化合物的共聚物 315
5.5二氧化碳与空间位阻的路易斯酸碱对的共聚物 323
5.6二氧化碳合成淀粉 328
参考文献 332