研究领域围绕特种聚合物分子设计与构建;特种聚合物结构与性能:特种聚合物单体、前体及添加剂;特种聚合物后反应、降解及重塑以及生物基来源特种聚合物五个方向开展研究，各方向获得的成果如下:
（1） 特种聚合物分子设计与构建
通过精细调节反应条件，包括但不限于反应时间、温度、催化剂种类及用量以及溶剂选择等，我们成功合成了一种膦酸化的对苯二甲酸单体。这一成果的关键在于优化反应条件，以确保单体合成的高纯度和良好的收率，从而为后续制备高质子传导率、化学稳定性、机械稳定性、结构和形态稳定性优异的高温质子交换膜奠定了基础。下一步，我们将利用这种合成的对苯二甲酸单体，通过合适的聚合方法制备出高温质子交换膜。这种膜将被设计为具有优异的质子传导性能，以及出色的化学稳定性、机械稳定性、结构和形态稳定性。这样的膜将成为燃料电池领域的重要组成部分，并且将被置于燃料电池系统中进行全面测试，以验证其在实际工作条件下的性能表现和稳定性。这一系列工作旨在推动燃料电池技术的发展，为可持续能源领域的进步做出贡献。
（2） 特种聚合物结构与性能
在实现国产聚醚砜技术指标优化的过程中，我们不仅依托小试验和放大生产逐步改进，还积极探索创新方法和工艺。这包括优化原料选用、反应条件调节以及生产工艺优化等方面的努力。通过不断地优化和改进，我们确保了国产聚醚砜在分子量、分子量分布和齐聚物含量等方面达到了与进口产品相媲美的水平。另外，我们的自制膜技术也经过了精心的研究和改进。我们不仅关注膜材料的性能和质量，还在膜制备工艺上进行了深入研究，以确保膜的性能达到或超越市场上已有产品。通过引入先进的制备技术和工艺控制手段，我们的自制膜技术已经达到了与德国进口血液透析膜相媲美的水平，并在一些关键技术指标上处于国内领先地位。这一系列技术创新和优化工作的背后，是我们团队的不懈努力和对品质追求的坚持。我们相信，这些成果不仅会为国产医疗器械行业的发展提供有力支持，也将为我国医疗卫生事业的发展做出积极贡献。
（3）特种聚合物单体、前体及添加剂
DCDPS 单体是一种关键化合物，不仅在聚芳醚砜结构中提供必要的砜基基团，还因其独特的强拉电子作用而具有良好的活性，适用于各种亲核取代反应。由于原料 4,4’-二氯二苯砜的价格低廉且易获取，DCDPS成为多种聚芳醚砜材料制备中的首选。本实验室为天津大沽化工股份有限公司开发了高效且经济实惠的 4,4'-二氯二苯砜（DCDPS）生产工艺。团队经过深入研究和工艺优化，成功实现了高纯度的聚合级 DCDPS 单体的生产。该单体的纯度高达 99%以上，而且收率超过 85%，为制备高品质聚芳醚砜材料奠定了坚实基础。这一成果不仅在工艺技术上具有重要意义，还为本重点实验室获得了 100 万元的横向经费支持。这项成就彰显了特种聚合物重点实验室在材料科学和化工领域的技术实力和创新能力，为未来开发更多高性能聚合物材料提供了可靠的基础和范例。
（3）特种聚合物后反应、降解及重塑
特种聚合物重点实验室在聚芳醚砜领域取得了新的突破性进展，通过对聚芳醚砜进行磺化，成功构建了具有高度亲水性的新型聚芳醚砜材料。这项工作探索了磺化调节条件、温度等因素对材料性能的影响，并获得了一套有效的磺化度调控方法。磺化是一种常见的改性手段，可以大幅提高聚合物材料的亲水性，使其在水处理等领域具有广泛的应用前景。通过对磺化条件的精确控制，特种聚合物重点实验室研发团队成功调控了聚芳醚砜的磺化度，实现了对材料性能的精准调节，为其在水处理膜领域的应用奠定了坚实基础。这项工作不仅在材料改性领域具有重要意义，而且对于解决水资源利用和环境保护等方面的重大挑战具有潜在的重要影响。特种聚合物重点实验室将继续深入研究和开发，推动该技术在水处理领域的商业化应用，为构建清洁水资源体系和可持续发展贡献力量。
（5）生物基来源特种聚合物
尽管目前尚缺乏可控的环保制备技术，但生物可再生碳水化合物衍生的刚性构建单元异山梨醇（ISB）在高性能聚合物材料中展现出巨大潜力。为此，通过采用 CO2为基化合物碳酸二甲酯（DMC）作为另一单体和离子液体（ILs）作为无金属催化剂，建立了一种可持续的合成基于 ISB的聚碳酸酯（PIC）的策略。通过改变 IL 催化剂的阳离子结构，可以便利调控PIC 的分子量。经过实验、密度泛函理论（DFT）计算和Kamlet-Taft 溶剂参数深刻揭示 IL 催化剂的 H 键供体/受体（HBD/HBA）能力在调节催化活性方面起主导作用，可以通过修改 ISB 中内端-OH 和外端-OH 的反应不均匀性，有效调控 PIC 的分子量。其中，阳离子的链长或取代基可以实现 IL 催化剂的HBD/HBA 能力调控，而阴离子可以有针对性地活化DMC 的羰基碳。实验结果揭示，功能化的[Pmim][OAc]催化剂表现出最高的催化活性，归因于其在极大地降低内端-OH 和外端-OH 之间的反应活性差异。对于这条 DMC 路线，[Pmim][OAc]催化剂可以提供迄今报道的分子量最高达 57200 g/mol 的 PIC。此外，提出了一个催化聚合机理，其中[Rmim][OAc]的阴离子-阳离子协同氢键作用催化 ISB 和DMC制备 PIC。我们的发现为设计更高效的无金属催化剂，实现更高分子量PIC 的可持续合成，从而加速 DMC 路线的工业化指明了方向。
