聚脲的绿色合成、性能及应用

　　摘要：聚脲是一类性能优异的高分子材料，具有良好的热稳定性和耐腐蚀性能。聚脲的传统制备方法通常以异氰酸酯为原料，其毒性大且易与水发生副反应。因此，聚脲的绿色合成方法及性能多样的聚脲材料的合成，具有重要的研究意义和潜在应用价值。本文主要综述了聚脲的绿色合成方法，包括直接或间接使用CO2方法合成聚脲的研究进展。从催化剂、二胺分子结构和分子量等角度探讨了对聚脲分子量、热学、力学性能等方面的影响，并且归纳了功能性二氧化碳基聚脲如热塑性聚脲塑料、聚脲弹性体的性能和应用。最后对聚脲材料未来的研究重点和发展趋势进行了阐述。

　　关键词：聚脲;二氧化碳;非异氰酸酯

　　聚氨酯是一类极其重要的高分子材料，包括弹性体、热塑性塑料及热固性塑料等，性能优异，且加工成型方便，可制成发泡材料、黏结剂、薄膜、纤维等，广泛应用于各个领域[1,2]。在聚氨酯材料中，氨基甲酸酯基团之间可形成单齿氢键，而聚脲结构中的脲基可形成双齿氢键，相比于聚氨酯，聚脲材料的极性、结晶度、刚性和熔点较高[3]。因此，聚脲材料表现出防水、耐磨、耐腐蚀、耐热等优异性能。

　　聚脲的传统制备方法有：(1)光气和二胺反应，如己二胺和光气通过界面聚合得到产物的熔点可高达295℃[4]。但该方法使用的光气具有剧毒。(2)异氰酸酯和二胺反应。异氰酸酯的制备过程需要以光气为原料，并且在聚氨酯行业广泛使用的两种异氰酸酯单体二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)均具有致癌和毒性，对人体和环境都具有较大的危害。MDI或TDI生成的聚脲，其硬段含有四齿氢键[3]，熔点非常高，甚至接近分解温度，且黏度高，难以加工[5]。基于以上原因，聚脲的绿色合成方法研究以及聚脲材料性能的提高广受关注。

　　1CO2与二胺化合物缩聚制备聚脲

　　CO2是导致温室效应和全球变暖的主要排放物，但CO2无毒、来源广泛、廉价，可作为碳氧资源合成一系列高附加值化学品，对推动经济和社会的可持续发展具有重要意义。以CO2为原料合成聚脲，可实现CO2的有效转化和利用。

　　1.1自催化

　　二胺与CO2的缩聚反应，无需加入脱水剂，在高温条件下脱水可形成聚脲[3,6-8]。赵凤玉课题组利用脂肪族、脂环族和芳香族二胺与CO2在无溶剂、无催化剂、无脱水剂条件下直接缩聚制备了一系列聚脲。除了异佛尔酮二胺和CO2形成的聚脲为无定形材料外，其他都是半结晶材料。对于脂肪族二胺，随着碳链长度增加，聚脲的柔性变好，熔点降低，如辛二胺和CO2形成聚脲的熔点为238℃。

　　当碳链增加，十二烷二胺和CO2形成聚脲的熔点降低为207℃，且对极性溶剂、非极性溶剂、强酸、强碱均具有较强的耐溶剂性能[3]。氨基修饰的聚硅醚与CO2缩聚制备了疏水性聚脲凝胶，随着氨基含量的增多，形成聚脲的初始温度由220℃降至155℃，质量损失5%分解温度(T5%)由269℃降至200℃，形成的聚脲在极性、非极性溶剂中均不溶解。随着氨基含量的增多，聚脲的疏水性降低，但可吸附有机溶剂，对非极性溶剂C2H3Cl3的吸附量为1093%，对极性溶剂四氢呋喃的吸附量为638%，吸附量和溶剂极性正相关，因此在去除水中的有机污染物方面具有潜在的应用前景[9]。

　　此外，4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺(TOTDDA)与CO2缩聚制备的水溶性聚脲齐聚物，在水及强极性有机溶剂六甲基磷酰三胺(HMPA)，N，N-二甲基丙烯基脲(DMPU)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)及含氟极性质子溶剂(三氟乙酸(TFA)，六氟异丙醇(HFIP))中溶解度较好，在甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、二氧六环及甲苯中不溶。聚脲的初始分解温度为220℃，T5%=303℃，最大分解温度为361℃。由于存在醚键，聚脲齐聚物分子链段更加柔软，熔点较低(110℃)。反应条件对聚脲齐聚物分子量影响较大，随着反应温度由120℃升高至180℃，分子量增加;CO2压力由5MPa增加至11MPa，分子量几乎无变化;反应时间延长，前6h的Mn增加显著，可达2.2×103，继续延长反应时间，分子量变化不明显;因此认为该反应存在化学平衡，聚合度为8～9，化学平衡常数为49～64[10]。

　　为了进一步提高聚脲的溶解性，采用1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷作为反应底物与CO2反应，再和端氨基聚醚及扩链剂反应制备高分子量嵌段聚脲。聚脲的Mn可达到6.72×104，溶于极性溶剂乙醇、异丙醇、四氢呋喃、DMF和DMAc，不溶于水、丙酮和乙醚。聚脲为无定形结构，材料的拉伸过程一般是经过弹性变形阶段，达到屈服点之后发生塑性变形，达到断裂点后发生断裂，最大拉伸应力即拉伸强度可达22.4MPa，断裂时的伸长率可达500%，T5%高于250℃[11]。

　　而传统塑料尼龙-6的拉伸强度为55MPa，断裂伸长率300%，因此热塑性CO2基聚脲树脂表现出特殊的力学性能和拉伸行为。赵凤玉课题组[12]还利用TOTDDA和CO2缩聚形成的聚脲齐聚物为原料，在NMP和HMPA中后聚合，结果表明在NMP中，线性聚脲Mn增加，但线性聚脲的含量降低，形成一类新型环状聚脲齐聚物，成环率约52%;在HMPA中聚脲的分子量增加，但无环状聚脲生成。

　　1.2催化剂

　　为了提高聚脲的生成速率，邓友全课题组制备了一系列功能性离子液体催化己二胺和CO2缩聚制备聚脲。离子液体的阴、阳离子对聚脲收率有显著影响。以1-乙基-3-甲基咪唑为阳离子，阴离子对聚脲的收率遵循如下规律：[ATriz]>[OAc]>[Triz]>[BF4]>[NO3]>[PF6]>[Cl](ATriz：3-氨基-1,2,4-三唑;Triz：1,2,4-三唑);以己基三丁基膦(P4,4,4,6)为阳离子，阴离子对聚脲的收率遵循如下规律：[ATriz]>[Triz]>[BF4];P4,4,4,6ATriz对聚脲的收率最高(96%)。聚脲收率和离子液体的碱性正相关。随着反应温度由150℃升高至190℃，收率在170℃时达到最大，继续升高温度收率降低，该反应是放热反应而且可逆，温度过高使反应向左移动。

　　聚脲收率在8h达到最大(97%)，随后不再增加;随着CO2压力增加，聚脲收率在4MPa达到最大(97%)。催化剂主要促进氨基甲酸盐中间体的脱水过程，P4,4,4,6阳离子活化氨基甲酸盐阴离子，ATriz阴离子活化氨基甲酸盐阳离子。P4,4,4,6Triz结构稳定，可循环使用4次，收率均在92%以上。对于直链脂肪二胺，聚脲收率随链长的增加而增加，二胺的链越短，如乙二胺，越易形成环状尿素化合物。由于位阻效应，脂环族二胺聚脲收率低于直链脂肪二胺。对于芳香二胺，其氨基的碱性及其亲核性较低，不能与CO2发生缩聚[13]。当使用ATriz的碱金属盐为催化剂时，己二胺和CO2缩聚形成聚脲的收率随碱性增加而增加，KATriz的催化性能显著优于KOH，由于KOH在NMP中的溶解度低。溶剂的极性和碱性对聚脲的收率有显著影响，在极性溶剂中聚脲收率随溶液碱性增加而增加，在NMP中收率最高(95%)。

　　原因在于NMP的碱性较高，同时NMP的羰基和己二胺上氨基的氢原子存在氢键相互作用，可协助氨基的亲核进攻和脱水过程;在非极性溶剂辛烷中收率极低(7%);由于醇溶剂抑制氨基甲酸盐中间体的亲核进攻，在异丙醇中缩聚反应几乎不发生(3%)[14]。使用K3PO4为催化剂，反应条件比KATriz、P4,4,4,6ATriz更温和。但K3PO4在反应过程中生成活性较低的KHCO3、K2HPO4和KH2PO4副产物，导致聚脲收率降低[15]。赵凤玉课题组在无溶剂条件下研究了一系列无机或有机碱催化TOTDDA和CO2的缩聚过程，无机碱中CsOH活性最高，转化率为48.6%，有机碱二氮杂二环(DBU)比CsOH的催化性能更好(转化率51.7%)，DBU能同时活化TOTDDA和CO2，促进缩聚反应进行。

　　产物聚脲的T5%为200℃，熔点为108℃，结晶温度为87℃，无Tg。对于直链醚胺与CO2缩合，聚脲的分子量与二胺的分子量直接相关，但α-C上带有甲基的元二伯胺不能和CO2缩聚形成聚脲[16]。催化剂可以加快反应进程，但形成的聚脲分子量较低，己二胺聚脲的Mn=1.4×103。一方面由于二胺和CO2缩聚形成聚脲是可逆反应[14];另一方面由于产生的水抑制聚脲产物的生成[17]，移除反应体系中的水可以提高产物分子量[16]。在NMP中进行己二胺与CO2的缩聚，加入Cs2CO3、CsOH、NaOH、Bu4PBr对聚脲的收率有促进作用，CsOH为催化剂，聚脲的收率可由无催化剂时的77.0%提高至98.0%。无溶剂时催化剂对反应没有明显的促进作用。无溶剂无催化剂时，聚脲的收率也可达到88.5%，且在常压CO2中可进行2次聚合，移除水提高聚脲的分子量[18]。将己二胺与CO2形成的聚脲齐聚物，在250℃常压CO2吹扫条件下聚合1h，可提高聚脲的分子量。2次聚合后，聚合度和分子量增加，分子内氢键变强，结晶度降低。T5%由215℃提高到323℃，熔点提高20℃。但形成的材料仍然是脆性材料，拉伸强度为18.35MPa，断裂伸长率为1.64%[17]。

　　2氨基甲酸酯与二胺缩聚制备聚脲

　　CO2与甲醇、苯酚、环氧乙烷、环氧丙烷反应可制备碳酸二甲酯、碳酸二苯酯、环状碳酸酯，然后碳酸二甲酯等和二胺类化合物反应形成氨基甲酸酯[19]，最后氨基甲酸酯自缩聚或与二胺通过氨酯交换反应可制备聚脲(图1，方法D)。该方法可在温和条件下通过甲醇、苯酚、乙二醇的脱除，得到高分子量的聚脲。

　　2.1碳酸二甲酯、丁酯、二苯酯法Kébir等[20]利用二胺和碳酸二甲酯形成二氨基甲酸甲酯，以1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)和碳酸钾催化二氨基甲酸甲酯自缩合制备聚脲，二胺包括丁二胺、己二胺、癸二胺、二聚脂肪二胺(priamine1074)和4,4′-二氨基二环己基甲烷，形成聚脲的Mn为1.7×103～2.7×103,Tg为−37～118℃，熔点为95～289℃，热分解温度>200℃。他们还将癸二胺与碳酸二甲酯反应生成的二氨基甲酸甲酯与过量的二胺(癸二胺，二聚脂肪二胺缩聚，利用10-十一烯酸端基修饰制备烯丙基端聚脲齐聚物(Mn≈2.0×103，Tg=−46℃，T5%=277～292℃)，再通过光引发端基烯烃聚合，可制备新型聚脲[21]。

　　Sablong等[22]将丁二胺与碳酸二甲酯反应形成四亚甲基-1,4-二氨基甲酸甲酯，再与分子量为400的端氨基聚醚(PPGda400)缩合制备聚脲，比中间带有一脲基和两个脲基的二氨基甲酸甲酯和PPGda400生成的聚脲性能更优异。此外，他们将四亚甲基-1,4-二氨基甲酸甲酯与Mn=2.0×103的端氨基聚醚(PPGda2000)缩合制备聚脲，发现催化剂类型和吹扫气体氛围对聚脲分子量有显著影响。在氩气吹扫条件下，以TBD为催化剂得到聚脲的Mn=2×104;以叔丁醇钾和甲醇钾为催化剂时，得到聚脲的Mn基本相当，达到10×104。空气吹扫，对TBD催化剂制备聚脲的分子量影响不明显，但叔丁醇钾和甲醇钾催化活性显著降低，原因为甲氧负离子为催化活性位，而空气中微量水气使叔丁醇钾和甲醇钾转变为不活泼的氢氧化钾[23]。他们还研究了TBD催化异佛尔酮二氨基甲酸甲酯(IPDMC)和TOTDDA聚合制备聚脲。氩气吹扫的速率对分子量影响显著，随氩气流速由0.3L/min增大至1.2L/min，N-烷基化副反应和醇解可逆反应受到抑制，聚脲的Mn可由1.1×104增加至3.2×104。

　　使用异佛尔酮二氨基甲酸乙酯(IPDEC)替代IPDMC，聚脲的Mn增加较为缓慢，主要由于IPDEC的乙基具有更大的位阻效应，IPDEC和TOTDDA氨解反应速率低于IPDMC和TOTDDA氨解反应的速率，但N-烷基化副反应更少。为了得到高分子量的聚脲，TOTDDA的用量要大于氨基甲酸酯IPDMC的用量。当PPGda400和IPDMC的物质的量之比为0.99～1时，聚脲的Mn达到最大(5.8×104);当TOTDDA和IPDMC的物质的量之比为0.95～1时，聚脲的Mn达到最大(5.1×104)。为了稳定水性聚脲的分散，3,3′-二氨基-N-甲基二丙胺(DMDPA)分别和二胺(TOTDDA，PPGda400，Mn为1.1×103的聚四氢呋喃醚二胺(pTHFda1100))及IPDMC聚合形成聚脲，然后再用乙酸中和，形成水性聚脲涂料。DMDPA与TOTDDA和IPDMC的聚合，当二胺(DMDPA、TOTDDA)和IPDMS的物质的量之比为1∶1.04时，随着DMDPA摩尔分数的增加(10%～30%)，Mn(～4.0×104)和分散度(1.8)没有明显变化，但Tg由46℃增加至62℃。由于DMDPA分子量较小，随着DMDPA含量增加，脲基含量增大，表面电荷密度增加，聚脲的粒径变小(280nm→44nm)，形成的聚脲涂层具有较好的抗冲击和抗溶剂(丙酮)性能。

　　由于聚脲骨架中TOTDDA的亲水性，其遇水膨胀;而疏水性的PPGda400和pTHFda1100形成的聚脲涂层遇水不膨胀;和传统的异氰酸酯法制备的聚脲涂层相比，DMDPA与pTHFda1100和IPDMC制备的聚脲的分子量较低，但粒径分散和ζ-电位绝对值相当，都具有较低的Tg、硬度、抗冲击性能和抗水能力，且抗溶剂(丙酮)能力均较差[24]。Sablong课题组[25]发现二胺(丁二胺、环己基二甲胺和异佛尔酮二胺)和碳酸二甲酯形成二氨基甲酸甲酯，再与二胺(PPGda230，TOTDDA)缩聚形成聚脲，进而和二酸酐反应可形成水性聚脲涂料，其中中和试剂三乙胺的量、二胺的比例、聚脲的分子量以及聚脲和二酸酐的比例等条件显著影响聚脲涂料的热机械性能、强度及抗溶剂性能。

　　他们还研究了叔丁醇钾催化异佛尔酮二氨基甲酸叔丁酯(Boc-IPDC)和TOTDDA的聚合制备聚脲。当物质的量之比为1时，聚脲的Mn可达12×104，分散度为3.1。增加Boc-IPDC的摩尔分数(过量2%)，缩二脲导致支化聚脲形成凝胶。增加TOTDDA的摩尔分数(过量1%)，Mn降低(8.5×104)，但分散度(2.3)和理论值(2)接近，减少了交联;TOTDDA摩尔分数继续增加(过量3%)，Mn显著降低至1.5×104，分散度降低至1.3。为了制备水性聚脲涂料，加入30%摩尔分数的DMDPA分别和二胺(TOTDDA、PPGda400和PPGda2000)与Boc-IPDC缩合形成聚脲，再用乙酸中和形成水性聚脲涂料。聚脲的Mn为5.3×104～6.5×104，具有良好的胶体稳定性(粒径23～243nm，ζ-电位40～50mV)。

　　聚脲的Tg和硬度随二胺分子量的降低而增加。聚脲由于具有高的分子量，抗冲击性能优异[26]。Dai等[27]发现以N，N′-二苯基二氨基甲酸酯(4,4′-DP-MDC)、4,4′-二氨基二环己基甲烷和PPGda2000为单体得到的聚脲材料性能较好，拉伸强度为25.5MPa，断裂伸长率为524%。他们还探讨了聚合顺序、硬段含量及二胺种类对其性能的影响。在环丁砜中，以异佛尔酮二胺作为硬段先后和碳酸二苯酯、软段PPGda2000的两步共聚，可得到性能最优的聚脲材料。当硬段质量分数为30%时，形成的聚脲弹性体的拉伸强度达到18MPa，断裂伸长率为469%。碳酸二苯酯先后和己二胺、PPGda2000、异佛尔酮二胺三步共聚，当硬段质量分数为30%时，形成的聚脲弹性体的拉伸强度为15.6MPa，断裂伸长率为664%;当硬段质量分数增加至40%时，拉伸强度增加到33.4MPa，断裂伸长率略有降低(469%)[28]。

　　2.2环状碳酸酯法

　　赵京波等[29]使用TOTDDA分别与双(羟乙基)己二氨基甲酸酯(BHHDU)、双(羟乙基)异佛尔酮氨基甲酸酯(BHIDU)及双(羟乙基)哌嗪氨基甲酸酯(BHPDU)在170℃下缩聚，TOTDDA与BHHDU聚合形成的聚脲熔点高于220℃且不溶于DMF，分子量难以测试;TOTDDA与BHIDU及BHPDU形成的聚脲Mn为1.21×104～1.49×104，Tg为−18.6～51.5℃，T5%为274～297℃。由于BHIDU及BHPDU会发生自缩聚，形成少量氨基甲酸酯单元，脲基含量>96%。聚脲能溶于强极性溶剂DMF和DMSO中，不溶于乙醚、醇溶剂、乙酸乙酯、丙酮和四氢呋喃等溶剂;但由于聚脲骨架中TOTDDA的亲水性，对于水、酸性或碱性溶剂的抗溶剂性能较差。

　　TOTDDA和BHIDU缩聚形成的聚脲是脆性材料，TOTDDA和BHPDU缩聚形成的聚脲为结晶性、热塑性材料，熔点为77.7℃，结晶温度为60.5℃，拉伸强度为6.46MPa，断裂伸长率为180.2%。他们还使用TOTDDA、BHHDU与BHIDU三元聚合制备聚脲。当n(BHHDU+BHIDU)∶n(TOTDDA)=1时，随着二胺中BHHDU含量由0增加到100%，Tg由51.5℃降至3.2℃，结晶度由0.8%增加到61.2%。当n(BHHDU)∶n(BHIDU)<1时，由于大量非晶态TOTDDA-BHIDU聚脲片段的存在，形成非晶态聚脲;当n(BHHDU)∶n(BHIDU)由3增加至9时，有规则结构的TOTDDA-BHHDU聚脲片段增多，形成半结晶性聚脲，T5%为278～323℃，远高于熔点，具有较好的热稳定性，其Mn=0.8×104～1.2×104，拉伸强度为18.45～37.81MPa，断裂伸长率为275%～691%;当n(BHHDU)∶n(BHIDU)=1时，由于产物分子量较高且为非晶态结构，Tg不高(18.1℃)，但具有较高的强度和韧性，拉伸强度为37.8MPa，断裂伸长率为691%，性能最优[30]。

　　他们还利用TOTDDA、PPGda230、己二胺和邻苯二甲胺两两组合，首先与碳酸乙烯酯在100℃下进行开环反应形成双(羟乙基)二氨基甲酸酯，然后在高温(170℃)下抽真空进行氨酯交换缩聚形成聚脲，PPGda230作为软段，己二胺、邻苯二甲胺、TOTDDA作为硬段，使聚脲的韧性和强度提高[31]。Qaroush等[32,33]研究了微波条件下二胺(丁二胺、己二胺、庚二烷、癸二胺、十二烷二胺)和环状碳酸酯的缩聚，在较为温和的条件下(50℃或100℃，微波功率为10W或220W，10min)可制备出聚脲齐聚物。己二胺和碳酸丙烯酯反应的收率(65%)远高于己二胺和碳酸乙烯酯反应的收率(54%)，而碳酸二甲酯和己二胺几乎不反应[32]。聚脲的热分解温度在300℃左右，随脂肪链的碳原子数增加，熔点由282℃降低至204℃，形成的聚脲结晶度大于70%，聚合度为6～10。合成的聚脲齐聚物对CO2具有较好的吸附能力，100℃活化后，每1g聚脲齐聚物对CO2的吸附量为10.12～22.70mg[33]。

　　3尿素与二胺缩聚制备聚脲

　　尿素是大宗化学品，通过CO2和NH3合成，方法成熟。使用尿素和二胺缩聚反应制备聚脲，为CO2的间接利用;反应过程中产生的NH3易去除，有利于聚脲分子量的提高;并且NH3可以回收和循环利用。Tang等[34]使用醇胺(4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇)和尿素反应首先制备出二(羟基烷基)脲，然后将二(羟基烷基)脲和丁、己、癸二酸二甲酯缩聚制备聚脲-聚酯，形成的聚脲-聚酯的Mn约为2×104，均为半结晶结构，熔点均比相应的聚酯材料的熔点高;其中的聚酯官能团可降解，在磷酸盐缓冲液中，使用洋葱假单胞菌脂肪酶降解，质量损失可达42%;聚脲官能团中存在的大量氢键提高了其熔点和性能。Long等[35]使用3,6-二氧-1,8-辛二胺和辛二胺与尿素共聚制备聚脲，所得聚脲的T5%为306～326℃，热稳定性良好，随着辛二胺含量的增加，聚脲的可弯曲性降低，Tg、熔融温度、焓变和结晶性增加。

　　辛二胺含量由0增加到100%，Tg则由−1.9℃增加到51.3℃，具有两个熔点，低温熔点由128℃升高至231℃，焓变由23.7J/mol增加到100.4J/mol，结晶度由6.8%增加到47.5%。聚脲材料的拉伸断裂应力为22～42MPa，断裂伸长率为6%～252%，杨氏模量为494～1837MPa。Long等[36]还使用双(3-氨丙基)封端聚(二甲基硅氧烷)(PDMS1.7KU)和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷(BATSU)与尿素缩聚制备聚脲，其T5%为275～289℃，PDMS1.7KU和尿素形成的聚脲链段为软段;BATSU和尿素形成的聚脲链段为硬段，随着硬段含量增加至4%，Tg没有明显变化(115～119℃)，但断裂伸长率显著降低，由1177%降低至495%，拉伸强度由0.12MPa增加至1.16MPa，杨氏模量由0.07MPa增加至0.45MPa。

　　4聚脲在催化领域的应用

　　绿色方法合成的聚脲材料除在上述热塑性塑料、热塑性弹性体、水性涂料等方面的应用外，还可作为催化材料，如刘志敏课题组[37]以四丁基偏钨酸铵催化丁二胺和CO2缩聚制备的聚脲为催化剂载体，负载金属Pt(Pt/PU)催化卤代硝基苯加氢。

　　一方面聚脲载体和Pt之间的强相互作用使Pt具有富电子状态;另一方面聚脲富含C=O，它与反应物分子之间的强相互作用，可提高催化活性和产物的选择性，催化活性和选择性显著优于Pt/C，并且稳定性较好，循环使用5次，仍保持催化活性和选择性不变。他们[38]还以CO2和二胺缩聚制备的聚脲直接作为催化剂催化苯的C―H芳基化反应。其中苯二甲胺和CO2缩聚制备的聚脲活性最高，收率可达到87%。聚脲中的脲基活化t-BuOK，聚脲芳香环骨架和底物芳香环的π-π堆积相互作用使聚脲具有优异的催化活性，并且具有较好的催化稳定性。

　　孟跃中课题组[39]利用TOTDDA和CO2缩聚形成的聚脲为模板介孔造孔剂，制备出多级结构的微孔-介孔分子筛(SAPO-34)。聚脲的引入使制备的SAPO-34具有中空立方状形貌介孔，形成缺陷、空隙，且酸度降低。在催化甲醇制备烯烃的反应中，和传统微孔SAPO-34相比，加入聚脲制备的SAPO-34的选择性更高，寿命延长1倍。

　　5结论与展望

　　聚脲材料含有大量的脲基，可形成双齿氢键，和聚氨酯相比，聚脲材料的极性、结晶度、刚性和熔点较高，因此聚脲材料具有更优异的防水、耐磨、耐腐蚀、耐热等性能。通过直接或间接利用CO2的绿色合成方法制备聚脲，可减少剧毒污染物光气和异氰酸酯的使用，具有原料优势和重要的社会与环境效应。利用软、硬段二胺单体结构及分子量调变及合成条件的优化，可改变分子量、结晶度和Tg，有利于提高热塑性聚脲的性能(模量、强度、韧性、抗溶剂性等)。从CO2出发制备聚脲，结合催化法可加快聚合反应进程，提高聚合效率。采用二次聚合方法，便于除水、提高分子量和优化聚脲材料性能。尽管目前CO2基聚脲材料的合成和应用研究相对薄弱，但二胺结构及分子量调变、催化剂优化等方面的可操作性，为制备高性能热塑性聚脲塑料、热塑性聚脲弹性体、水性聚脲提供了更大的发展空间。同时聚脲材料在催化剂、模板剂、吸附剂等方面的应用也值得期待。

　　材料学方向评职知识：发表材料学论文如何选择sci期刊

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