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  隨著我國“碳達峰、碳中和”戰略的深入推進，碳交易市場逐步完善，碳標簽制度逐步推廣，低碳材料的研發與應用已成為實現綠色轉型的關鍵路徑之一。在這一背景下，以二氧化碳與環氧烷烴共聚制備二氧化碳基聚碳酸酯（CO?-PC），成為綠色高分子材料領域的前沿方向，不僅能夠有效實現碳資源的循環利用，還能顯著減少對化石資源的依賴，具備顯著的環境和經濟效益。

  以聚碳酸環己撐酯PCHC和聚碳酸亞丙酯PPC為代表的二氧化碳高分子材料，每生產一萬噸聚碳酸環己撐酯PCHC可消耗約3000多噸二氧化碳，而每生產一萬噸聚碳酸亞丙酯PPC則可消耗約4000多噸二氧化碳。以聚碳酸亞丙酯PPC為例，每萬噸產品固碳量相當于種植約35萬棵樹木一年的二氧化碳吸收量，或相當于消納一個中型城市火力發電站數日的碳排放，具有顯著的“負碳”屬性，是踐行國家“雙碳”戰略目標的重要材料支撐。

圖1. 二氧化碳/環氧環己烷共聚物聚碳酸環己撐酯PCHC與二氧化碳/環氧丙烷共聚物聚碳酸亞丙酯PPC化學結構

  材料的化學微結構對其性能具有決定性影響。聚碳酸環己撐酯PCHC因側鏈含剛性環己基，具備較高的機械強度和耐熱性（玻璃化轉變溫度約120 ℃），但韌性較差；而聚碳酸亞丙酯PPC雖韌性良好，其耐熱性（玻璃化轉變溫度約35 ℃）和強度卻不足。這種“強度-韌性”之間的矛盾限制了它們的廣泛應用。與此同時，聚3-羥基丙酸（P3HP）作為聚羥基脂肪酸（PHA）的代表，其結構中重復的酯基與乙撐單元賦予了材料優異韌性，結晶性進一步提升了強度與加工性能。

圖2. 具有系列自主知識產權的有機硼催化劑

  基于前期研究積累，浙江大學伍廣朋教授課題組開發了一項精準聚合技術。該團隊利用其自主研發的單核有機硼催化劑1與雙核有機硼催化劑2之間的分子間鏈穿梭機制，成功將聚3-羥基丙酸結構單元嵌入到二氧化碳基聚碳酸環己撐酯PCHC和聚碳酸亞丙酯PPC高分子鏈中，制備出了序列可控的聚碳酸酯-聚羥基脂肪酸三元共聚物（圖3）。該技術顯著提升了聚碳酸環己撐酯PCHC的柔韌性和聚碳酸亞丙酯PPC的熱穩定性和機械性能。相關研究成果發表于Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202517263.，博士研究生顏蕊為論文的第一作者，伍廣朋教授為通訊作者。

圖3. 利用有機硼催化劑分子間鏈穿梭機制精準合成高性能二氧化碳基樹脂

  借助單雙核有機硼催化劑分子間的鏈穿梭機制，能夠精確地將預設比例的聚羥基脂肪酸P3HP鏈段引入聚碳酸環己撐酯PCHC和聚碳酸亞丙酯PPC的鏈結構中，從而改善材料的韌性和結晶性能，實現傳統二氧化碳樹脂從無定形態向結晶態的轉變。

圖4. 通含有不同比例聚羥基脂肪酸二氧化碳材料的熱性能曲線

  近年來，伍廣朋團隊依托完全自主創新的有機硼催化技術（Chem. Rev., 2024, 124, 12305-12380；Chem. Soc. Rev. 2024, 53, 3384-3456；Acc. Chem. Res. 2021, 54, 4434-4448），在環氧化物與二氧化碳共聚制備脂肪族聚碳酸酯方面取得系列突破（多項成果發表于Nat. Synth.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Macromolecules等期刊）。目前，該類新材料已成功應用于高端包裝、光刻膠、環氧樹脂及電子封裝等領域。

  在量產方面，研究團隊孵化了杭州硼茂新材料科技有限公司，并已完成數千萬元天使輪融資。目前，兩條年產千噸級二代聚碳酸環己撐酯PHC和聚碳酸亞丙酯多元醇PPC-OL中試裝置正在建設中，預計2026年投產。公司掌握核心催化劑與材料改性技術，通過催化劑結構設計與單體精準調控，實現二氧化碳材料的高值化與功能化。除了正在中試放大中的二代聚碳酸環己撐酯（PHC）和聚碳酸亞丙酯多元醇（PPC-OL），該團隊在環氧氯丙烷/二氧化碳共聚物（PLC）、超高分子量聚碳酸亞丙酯（^H-PPC）、環氧環戊烷/二氧化碳共聚物（PCC）、氧化苯乙烯/二氧化碳共聚物（PSC）以及乙烯和環氧乙烷/二氧化碳共聚物和多元醇（PEC）等二氧化碳新材料和聚環氧丙烷多元醇（PPG）和聚環氧乙烷多元醇（PEG）等材料領域均擁有先進的催化劑和技術儲備，為后續萬噸級二氧化碳新材料的產業化布局提供堅實的技術支持。

  論文鏈接：Multi-Site Organoboron Catalysts Enable Sequence-Regulated Terpolymerization of Epoxides, CO₂, and β-Propiolactone via Intermolecular Chain Shuttling；Rui Yan, Ming-Jun Li, Shuai Li, Bo Li,* and Guang-Peng Wu*，Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202517263.

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ange.202517263