本书基于作者团队十余年的二氧化碳基生物降解高分子材料的研发及产业化成果，系统总结了各类二氧化碳共聚物的制备技术和应用进展。全书共五章，包括二氧化碳利用概述、二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯、二氧化碳与环氧化物及第三单体的共聚物、二氧化碳基聚氨酯、其他二氧化碳共聚物等。本书主要内容为作者团队研究的成果及产业化案例，同时也汇集了该领域国内外的相关研究进展，以供读者参考学习。
本书适合化学工业、高分子材料（尤其是生物降解塑料）相关领域的科研人员、企业的管理人员及生产技术人员，各大高校和科研院所高分子材料、生物材料等相关专业的师生，同时也适合政府管理决策、投资、咨询等行业的相关人员参阅。

第一章二氧化碳利用概述
1.1二氧化碳的物理化学性质 3
1.1.1二氧化碳的物理性质 3
1.1.2二氧化碳的化学性质 5
1.2二氧化碳的活化 7
1.2.1二氧化碳的生物酶催化活化 9
1.2.2二氧化碳的热表面催化活化 11
1.2.3二氧化碳的光催化活化 16
1.2.4二氧化碳的电催化活化 28
1.3二氧化碳在可降解材料领域的资源化利用 38
参考文献 39

第二章二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯
2.1聚碳酸丙烯酯的合成 52
2.1.1二氧化碳和环氧丙烷共聚反应机理和动力学 53
2.1.2二氧化碳和环氧丙烷共聚催化体系 57
2.2聚碳酸乙烯酯的合成 66
2.3聚碳酸环己烯酯的合成 66
2.4脂肪族多元共聚碳酸酯的合成 72
2.4.1无规序列结构的脂肪族多元共聚碳酸酯 72
2.4.2嵌段序列结构的脂肪族多元共聚碳酸酯 74
2.5二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的性能 76
2.5.1热性能 77
2.5.2力学性能 79
2.5.3生物降解性能 79
2.5.4立构规整性对性能的影响 82
2.6二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的改性 84
2.6.1与无机物的共混改性 85
2.6.2与可降解高分子材料的共混改性 86
2.6.3与其他高分子材料的共混改性 96
2.6.4化学改性 100
2.7聚碳酸丙烯酯薄膜的制备 102
2.8二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的应用 112
2.8.1阻隔材料 112
2.8.2发泡材料 114
2.8.3电池材料 121
2.8.4胶黏剂材料 122
2.8.5其他功能化材料 123
2.9二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的产业化 124
2.9.1发展现状 124
2.9.2未来展望 126
参考文献 128

第三章二氧化碳、环氧化物及第三单体的共聚物
3.1二氧化碳、环氧化物及环酸酐的共聚物的合成 150
3.1.1二氧化碳/环氧化物/环酸酐三元共聚的金属催化体系 150
3.1.2二氧化碳/环氧化物/环酸酐三元共聚的非金属催化体系 154
3.2二氧化碳、环氧化物及丙交酯的共聚物的合成 183
3.3二氧化碳、环氧化物及环内酯的共聚物的合成 201
3.4二氧化碳、环氧化物及异氰酸酯的共聚物的合成 209
3.5二氧化碳基多元共聚物的性能及加工 212
3.5.1二氧化碳、环氧丙烷和环酸酐的三元共聚物 212
3.5.2二氧化碳、环氧丙烷和丙交酯的三元共聚物PPCLA 223
3.5.3二氧化碳、环氧化物和环内酯的三元共聚物 241
3.5.4二氧化碳、环氧丙烷和二苯甲烷二异氰酸酯共聚的微交联 PPC 244
3.5.5其他二氧化碳基多元共聚物 249
3.6二氧化碳基多元共聚物的产业化应用 250
3.6.1PPCLA 在多层复合软管中的应用 251
3.6.2PPCLA 发泡材料 251
3.6.3PPCLA 与热塑性聚氨酯共混发泡材料 256
参考文献 258

第四章二氧化碳基聚氨酯
4.1非光气路线合成聚碳酸酯二（多）元醇 268
4.2非光气路线合成氨基甲酸酯 278
4.2.1二元醇与二氨基甲酸酯类单体反应合成聚氨酯 279
4.2.2二胺与双碳酸酯类单体反应合成聚羟基氨酯 280
4.2.3二氧化碳与其他单体直接共聚合成聚氨酯 282
4.3二氧化碳基聚氨酯的结构与性能 283
4.3.1影响聚氨酯结构的因素 283
4.3.2二氧化碳基聚氨酯性能研究进展 290
4.4评述与展望 297
参考文献 298

第五章其他二氧化碳共聚物
5.1二氧化碳与二胺直接合成聚脲 304
5.2二氧化碳间接法合成聚脲 307
5.3二氧化碳与烯烃化合物的共聚物 309
5.4二氧化碳与炔烃化合物的共聚物 315
5.5二氧化碳与空间位阻的路易斯酸碱对的共聚物 323
5.6二氧化碳合成淀粉 328
参考文献 332

在国家“双碳”目标的指引下，减少化石燃料的使用进而改变能源结构是节能减排的重中之重，而二氧化碳（CO2）的化学利用潜力更加巨大且更具有时代意义。CO2 基生物降解高分子材料以CO2 为主要合成原料，“一石三鸟”地实现了CO2 资源化利用、减少石油依赖、保护环境，其合成是目前“双碳”目标指导下化工及材料领域最受关注的碳中和技术之一。市场上常见的可降解塑料，价格无一例外地远高于传统塑料，而CO2 本为废气，所以原料成本几乎为零，在碳排放配额的市场条件下，使用CO2 作为化工原料甚至可能获利，将极大地促进CO2 基生物降解塑料产业的发展。CO2 基生物降解塑料为聚碳酸酯型聚合物，分子链柔顺、密度很大，因此具有极好的气体阻隔性，属于高附加值的极少数塑料品种之一，非常适合作为各类包装材料、膜材料和医用材料等。这些应用领域都属于塑料使用量巨大的领域。在国家全面禁塑政策和“双碳”目标的引领下，CO2 基生物降解塑料的成本将进一步接近，甚至低于传统的非降解塑料，这必将对相关产业造成重大影响，引发产业链的重构。
CO2 基生物降解塑料中最先被合成、目前使用最多的是聚碳酸丙烯酯（PPC），但其玻璃化转变温度较通用的塑料产品偏低，导致热稳定性不高以及机械强度较低，甚至其储存和运输都成为问题，实际应用受到了很大的限制，所以，尽管相关研究单位和工业企业多年来持续攻关，付出较大的代价，其产业化仍一直没有形成规模。针对以上问题的研究工作应聚焦于提高高分子材料的玻璃化转变温度，改善力学性能，拓宽使用场景，进而实现CO2 基生物降解塑料的产业化。
我国在20世纪80年代就由国家自然科学基金立项开始研究CO2 共聚物，此后学术界和产业界投入了大量的人力、物力进行以CO2 共聚物为基础的功能材料和生物降解塑料方面的研究，进入21世纪，特别是近十年来，国内基础研究和产业化进展日新月异，目前已进入快速产业化阶段。
我们在团队十多年的研究成果基础上，对CO2 共聚物的制备技术及应用进展进行收集整理，编写本书，供相关领域的研究者和产业从业者参考。全书共五章，包括二氧化碳利用概述、二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯、二氧化碳与环氧化物及第三单体的共聚物、二氧化碳基聚氨酯、其他二氧化碳共聚物。主要编写人员为中山大学孟跃中教授、佛山大学许泳行副教授、中山大学黄盛副教授。另外，中山大学博士生耿茂宁参与编写了第一章，中山大学博士生赵婷婷参与编写了第五章。
鉴于编者知识水平有限，恳请读者多多批评指正，促使这一领域更快、更好发展。

孟跃中
中山大学