超支化聚合物的性质和应用

2023-10-23 08:58:12

和线性聚合物不同,因为

缺少分子链之间的缠绕

超支化聚合物表现出较差的机械性能。通常是一种很脆的无定形物质,不能作为结构材料来使用。

正是因为这一点,尽管早在上世纪就详细地描述了这种聚合物,但是由于认为它缺少实际应用价值,使得50多年的时间里,它一直没有受到应有的重视。


超支化聚合物与线形聚合物的主要区别在于它的性能强烈地受到

末端基团的影响

这是因为超支化聚合物的

末端基团在分子中占有很大的比例

而对线形聚合物来说,未端基团几乎可以忽略不计。超支化聚合物的特性总结如下:


超支化聚合物一例

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1、极高的末端官能团密度

这是超支化聚合物在结构上最主要的特性,这种特性使得它的反应活性大大

高于线形聚合物,因此更容易进行端基改性,实现功能化。

2、良好的溶解性

跟组成相似的线形聚合物相比,超支化聚合物一般具有良好的溶解性,并且在很大程度上受到末端基团的影响。例如,超支化聚苯在许多溶剂中具有非常好的溶解性,在它的末端引入一些强极性基团,如羧酸酯基,它甚至能溶于水中。相比较而言,线形聚苯很难溶解,并且溶解性几乎不受末端基团影响。

3、较低的黏度

和相同相对分子质量的线形聚合物相比,由于缺少分子链之间的缠绕,超支化聚合物具有更低的黏度,并表现出一定程度的牛顿流体的特性。它的流变性能使它可作为线形聚合物的改性剂。

4、可控的玻璃化转变温度

超支化聚合物的玻璃化转变温度Tg受末端基团影响非常大。一种超支化芳香族聚酯,其末端基团从羧基变为酯基时,Tg的变化可达100℃,通过端基修饰,可以很容易地改变Tg。


超支化聚合物的应用简介

随着超支化聚合物合成方法逐渐成熟,对它结构与性能的理解逐渐加深,它在涂料中的应用已有一定的成效。归纳起来,主要有以下几个方面:

1、改性成膜物

超支化聚合物具有与传统的线形聚合物不同的、独特的结构特点,尤其是它的

低黏度和高官能度,与线性聚合物配合可用作涂料成膜物。

如将它用于光固化涂料中作为成膜物,具有黏度低、溶解性好、活性高等特点,可加快成膜速度,改善膜的性能。

例如,用丙烯酸酯化聚酯型超支化聚合物后,将其用于自由基紫外光固化中,不仅能快速固化,而且O2对固化的阻聚作用很小。丙烯酸酯化的超支化聚合物有望用作紫外光固化粉末涂料。

2、作黏度改性剂

超支化聚合物由于没有链的缠绕,黏度较低,并且表现出牛顿流体行为。将它与非牛顿型聚合物混合可有效地降低其黏度。因此,它用作涂料的黏度改性剂,可以改善涂料的流变性能,降低涂料中的挥发性有机溶剂的含量。

3、作引发剂、交联剂

超支化聚合物末端具有密集的官能团,可用于涂料中作引发剂和交联剂


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