高等学校化学学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 20250212.doi: 10.7503/cjcu20250212
屈开儒1,2, 郭绿洲3, 王文彬4, 颜徐州4, 曹学正3, 杨振忠1(
)
收稿日期:2025-07-30
出版日期:2026-01-10
发布日期:2025-09-16
通讯作者:
杨振忠
E-mail:yangzhenzhong@tsinghua.edu.cn
作者简介:第一联系人：共同第一作者.
QU Kairu1,2, GUO Lyuzhou3, WANG Wenbin4, YAN Xuzhou4, CAO Xuezheng3, YANG Zhenzhong1()
Received:2025-07-30
Online:2026-01-10
Published:2025-09-16
Contact:
YANG Zhenzhong
E-mail:yangzhenzhong@tsinghua.edu.cn
Supported by:摘要：
聚合物通常含有不同组成与数目的端基，其物理化学性质与此密切相关. 环状聚合物不含端基， 展现出独特的物理化学性能， 如更小的流体力学尺寸和延缓的降解速度， 引起人们广泛关注. 发展高效的合成方法， 实现环状聚合物的可规模化制备及组分与微结构的精准调控是高分子科学的前沿研究方向. 本文以动态单链纳米颗粒内环化方法可规模制备环状聚合物为例， 展示其面临的关键问题. 以小尺寸环状有机结构化合物为例， 展示了其在若干复合材料中的典型特性. 未来将更加聚焦发展高效合成方法， 精准控制环状聚合物尺寸、 组成及序列结构， 为其规模制备和商业化及高性能复合材料的发展提供新范式.
中图分类号:
TrendMD:
屈开儒, 郭绿洲, 王文彬, 颜徐州, 曹学正, 杨振忠. 环状聚合物的可规模化制备及功能化复合材料研究进展. 高等学校化学学报, 2026, 47(1): 20250212.
QU Kairu, GUO Lyuzhou, WANG Wenbin, YAN Xuzhou, CAO Xuezheng, YANG Zhenzhong. Recent Progresses in Synthesis of Cyclic Polymers in Large-scale and Some Functionalized Composites. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(1): 20250212.
Fig.1 Schematic ring closure method to prepare cyclic polymers via three representative strategies(A) and the ring⁃expansion strategy(B)[28]（A） A2+B2 bimolecular coupling， A2 unimolecular self-cyclization， A-B unimolecular self-cyclization.Copyright 2009， the Royal Society of Chemistry.
Fig.2 Double strain⁃promoted azide⁃alkyne clicking toward the efficient ring⁃closure reactions[45]
Fig.3 Schemes of the reaction and equipment to synthesize cyclic polymers by ATRP⁃CuAAC cyclization via the evaporation/condensation/extraction/inflow process[47]
Fig.4 Schematic preparation of copolymer rings by combinational supramolecular self⁃assembly and “selective” intramolecular “click” ring closure[53]
Fig.5 Electrostatics⁃mediated ring closure at the dynamic SCNP toward large⁃scale synthesis of pure polymer rings(A) and TEM images of the ring(B) and linear(C) polymer upon the chain extension[58]
Fig.6 Structures(A) and glass transition temperatures(B) of poly(vinyl ether) based rings and linear chains of varied molecular weights[64]
Fig.7 The intrinsic viscosity([η], A)[67] and rouse model(solid lines) predicating storage modulus(G′) of polystyrene rings, and the experimental data(open circles) at a reference temperature of 160 ℃(B)[68]（A） Copyright 2017， American Chemical Society； （B） Copyright 2015， American Chemical Society.
Fig.8 Schematic illustration of the rhombic metallacycle crosslinked polymer network(CP⁃nR) formed using 60° Pt(II) acceptors(A) and the hexagonal metallacycle crosslinked polymer network(CP⁃nH) obtained with 120° Pt(II) acceptors(B)[89], schematic formation of CCN(C) and stress⁃strain profiles of LCN and CCN at a deformation rate of 100 mm/min(D)[90]
Fig.9 A self⁃crosslinked supramolecular polymer network of easier processibility and moldability[95]
Fig.10 Molecular architecture and dynamic behavior of the macromolecular [2]rotaxane crosslinker, and the mechanical performances of RCP and CCP(A)[96] and mechanical interlocking network with a densely rotaxanated backbone(B)[97]（A） Copyright 2015， American Chemical Society； （B） Copyright 2022， Springer Nature.
Fig.11 Synthesis of the interlocked catenated poly(ε⁃caprolactone)(A), wide⁃angle X⁃ray scattering(WAXS) patterns of Lin⁃PCL99 and De⁃Caten⁃PCL88 crystals(B)[106], DMA spectra of the PC copolymer containing 20%(mass fraction) of [2]catenane(C)[107], synthesis of the catenane⁃based mechanically linked polymers(D) and Pd⁃removal of catenanes to enhance the polymer chain mobility, reduce Tg and increase crystallization rate(E)[108], schematic Olympic gel(F) and dynamic light⁃scattering microrheological behaviors of the enzyme⁃active gel(G) and permanent enzyme⁃inactive gel(H)[111]
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