聚合反应是高分子合成工业的基石。常州大学杨宏军和华南理工大学张广照教授于2012年发现乙烯基单体和环状单体的阴离子杂化共聚反应 (Macromolecules 2012, 45, 3312)，该反应融合了乙烯基加聚和开环聚合的机理，为杂链高分子尤其是生物降解高分子的合成提供了新路径。

(Macromolecules 2012, 45, 3312)

2023年，他们又发现了一种新的阴离子杂化共聚反应：单质硫与乙烯基单体的杂化共聚反应。其机理是逐步加成和开环聚合的杂化。单质硫是石油炼制最大的副产品之一，年产量超7000万吨。过剩的单质硫已造成严重的环境问题和安全隐患，其开发和利用一直是重要课题。本反应为单质硫的高价值利用提供了新路线（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 14539; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202414244.）。

近日，他们报道了一种单质硫与异氰酸酯的成环聚合反应。该反应的机理与前两种反应均不同，其单体之间的连接是通过两种单体的成环实现，是一种新型杂化共聚反应。异氰酸酯是制备热塑性弹性体、粘合剂、涂料等的主要原料，也是最常见的聚合单体之一。但异氰酸酯与单质硫的聚合反应则是首次报道。

作者发现，单质硫与单官能团异氰酸酯在少量有机碱（0.5% mol/mol）催化下室温即可反应生成异氰酸酯三聚体（Trimer）和环状噻唑烷酮（TDZD）。其中，两种反应单体的配比决定了产物的比例。当单质硫与异氰酸酯的摩尔比达到1:2时，产物几乎全部是噻唑烷酮。当使用双官能度异氰酸酯时，单质硫与之反应可生成聚合物。通过改变单质硫的含量，可得到线形、支化、交联等不同拓扑结构的含硫聚合物。

所得聚合物具有优异的力学性能和热稳定性，有可能发展成为一种高性能高分子材料。特别是其预聚物对各种基底都表现出很强的粘合力（包括通常粘合剂难以粘结的材料）。例如：预聚物对PETG和Teflon的水下粘合强度高达26.3 MPa和2.3 MPa，为目前已有报道中的最高值。

该工作从聚合反应源头创新，丰富了高分子合成方法，对单质硫的高价值利用和高性能聚合物材料的制备有重要意义，相关工作以题目：Cyclization Polymerization of Elemental Sulfur and Diisocyanate: New Polymerization Toward High-Performance Polymer在线发表于Angewandte Chemie International Edition。