氢化丁腈类新型材料合成
技术描述
氢化丁腈橡胶（HNBR）作为特种高分子材料，广泛用于汽车、航空、石油化工、军工等行业，属于国家战略物资。现今工业上HNBR的生产需要贵金属（铑、钌等）催化作用下对丁腈橡胶（NBR）进行选择性加氢，合成工艺复杂且不易控制，溶剂消耗多，氢化反应选择性不理想，贵金属催化剂提纯、回收困难，导致生产成本高，材料价格昂贵，需要大量进口，是我国“卡脖子”难题之一。而利用均相本体聚合以烯烃为单体，通过自由基重排反应可以一步构筑饱和高分子碳链，精准合成一系列类氢化丁腈新材料，可以从根本上解决丁腈橡胶氢化难题。聚合过程无需金属催化及溶剂，转化率高，材料结构单一规整，丙烯腈含量高，所得到的聚合物的数均分子量（Mn）约12万，分子量分布（PDI）约为1.85。该方法可以高效、低能耗、绿色环保地创造具有丰富功能的新型材料。
技术优势
该项目的技术优势是通过自由基重排聚合策略的成功实施以及新单体设计，发展新的聚合模式，无需金属催化以及后续氢化过程，一步合成饱和的氢化丁腈类材料，这极大地降低了合成成本，并且所使用的原料是非石油化工原料且单体合成简单，方便易于操作。将给高分子领域带来全新的研究思路，为解决“卡脖子”难题或是材料领域亟待解决的问题和急需突破的技术难题提供更多解决方案。同时，本项目将自由基化学和高分子合成化学进行变革交叉、渗透融合，具有高度的原创性，将会对跨学科研究带来更多启发和指导意义，为高性能的材料开发提供动力。
效果指标
中国工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》，新增 氢化丁腈橡胶（HNBR）类产品，属于国家战略物资。全球需求年增长率约8%，市场超100亿人民币（约30万/吨），产能欠缺国内产品品质偏低（纯度、饱和度、丙烯腈含量等），高端产品仍需进口。因此，该类材料在市场中具有巨大的应用前景，并且通过从单体设计出发解决该类材料的合成问题，也具有巨大的科学价值。