利用天然聚合物開發環境友好型聚合物材料是降低聚合物工業對石油資源依賴，促進聚合物工業實現碳中和的重要途徑。木質素是僅次于纖維素的第二大天然聚合物，但由于其復雜結構使其很少用于高價值產品，而是焚燒發電或作為污染物處理。人們普遍認為，利用木質素的結構特點對其進行化學改性可以顯著擴大其應用范圍，而接枝改性得到了特別的關注。常見的木質素接枝策略有原子轉移自由基聚合（ATRP）, 可逆加成-斷裂鏈轉移聚合（RFAT），開環聚合（ROP）。ATRP與RFAT通常需要預先制備含鹵素引發劑和金屬催化劑，這通常導致最終產品中成分復雜，生物毒性和催化劑殘留的問題。而ROP的可聚合的高活性環狀單體數量有限，其多樣性和結構可調節性仍然存在局限性。此外，反應過程中通常使用昂貴且有毒的金屬催化劑，導致產品中金屬催化劑殘留，從而最終阻礙了其下游應用。顯然，探索適用于ROP策略的新型可聚合環狀單體對木質素的改性具有重要意義，這將顯著豐富目標木質素接枝高分子材料的結構結構，增加其性能的可調性。
近日，貴州大學材料與冶金學院謝海波教授課題組在國際一區TOP期刊《Green Chemistry》(影響因子：11.034)發表重要研究成果“Lignin-grafting alternative copolymer of 3,4-dihydrocoumarin and epoxides as an active and flexible ingredient in
sunscreen”，2020級碩士研究生劉鵬程為論文第一作者，通訊作者為謝海波教授。該工作利用木質素的多羥基結構特點，系統研究了綠色有機催化劑1,8-重氮雙環[5.4.0]十一-7-烯（DBU）催化的二氫香豆素與環氧化物的無金屬開環交替共聚，制備木質素接枝交替共聚物EHL-g-P(DHC-alt-EPO)。EHL-g-P(DHC-alt-SO) 在整個紫外區域具有良好的紫外吸收性能。同時由于鏈末端的酚羥基的存在，EHL-g-P(DHC-alt-SO) 具有卓越的抗氧化性能。在5 mg/mL濃度下，20 min內自由基清除能達到90%。作為一項“驗證和概念”應用，證明了EHL-g-P(DHC-alt-SO) 作為防曬霜活性成分的潛力，當EHL-g-P(DHC-alt-SO)在5 wt%的添加量下獲得了22.42的高防曬系數（SPF）。
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原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d3gc00531c