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    4. 超支化聚合物的性質和應用

      2023-10-23 08:58:12

      和線性聚合物不同,因為

      缺少分子鏈之間的纏繞

      超支化聚合物表現出較差的機械性能。通常是一種很脆的無定形物質,不能作為結構材料來使用。

      正是因為這一點,盡管早在上世紀就詳細地描述了這種聚合物,但是由于認為它缺少實際應用價值,使得50多年的時間里,它一直沒有受到應有的重視。


      超支化聚合物與線形聚合物的主要區別在于它的性能強烈地受到

      末端基團的影響

      這是因為超支化聚合物的

      末端基團在分子中占有很大的比例

      而對線形聚合物來說,未端基團幾乎可以忽略不計。超支化聚合物的特性總結如下:


      超支化聚合物一例

      圖片

      1、極高的末端官能團密度

      這是超支化聚合物在結構上最主要的特性,這種特性使得它的反應活性大大

      高于線形聚合物,因此更容易進行端基改性,實現功能化。

      2、良好的溶解性

      跟組成相似的線形聚合物相比,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團的影響。例如,超支化聚苯在許多溶劑中具有非常好的溶解性,在它的末端引入一些強極性基團,如羧酸酯基,它甚至能溶于水中。相比較而言,線形聚苯很難溶解,并且溶解性幾乎不受末端基團影響。

      3、較低的黏度

      和相同相對分子質量的線形聚合物相比,由于缺少分子鏈之間的纏繞,超支化聚合物具有更低的黏度,并表現出一定程度的牛頓流體的特性。它的流變性能使它可作為線形聚合物的改性劑。

      4、可控的玻璃化轉變溫度

      超支化聚合物的玻璃化轉變溫度Tg受末端基團影響非常大。一種超支化芳香族聚酯,其末端基團從羧基變為酯基時,Tg的變化可達100℃,通過端基修飾,可以很容易地改變Tg。


      超支化聚合物的應用簡介

      隨著超支化聚合物合成方法逐漸成熟,對它結構與性能的理解逐漸加深,它在涂料中的應用已有一定的成效。歸納起來,主要有以下幾個方面:

      1、改性成膜物

      超支化聚合物具有與傳統的線形聚合物不同的、獨特的結構特點,尤其是它的

      低黏度和高官能度,與線性聚合物配合可用作涂料成膜物。

      如將它用于光固化涂料中作為成膜物,具有黏度低、溶解性好、活性高等特點,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,將其用于自由基紫外光固化中,不僅能快速固化,而且O2對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、作黏度改性劑

      超支化聚合物由于沒有鏈的纏繞,黏度較低,并且表現出牛頓流體行為。將它與非牛頓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劑,可以改善涂料的流變性能,降低涂料中的揮發性有機溶劑的含量。

      3、作引發劑、交聯劑

      超支化聚合物末端具有密集的官能團,可用于涂料中作引發劑和交聯劑


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