超支化聚合物的性能、合成及其功能化应用研究

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1、陈荣国等：超支化聚合物的性能、合成及其功能化应用研究3993*超支化聚合物的性能、合成及其功能化应用研究陈荣国，肖荔人，陈庆华，章文贡（福建师范大学化学与材料学院，福建省改性塑料技术开发基地，福建福州350007）摘要：超支化聚合物，具有多端基的“缺陷核壳”的大量空腔，但空腔内不含有活性基团；若将大量的、空间结构，化学反应性活泼，易于改性，与相应的线型未反应的、可修饰的末端基团B看成“壳”，高度支化聚合物相比，拥有特殊的性能，在多领域展现出广阔的的三维立体结构看成“核”，则两者分别呈：“缺陷核应用前景。随着合成技术的进步，它们的应用研究，尤壳”，“完整核壳”的空间结构。两者结构上的

2、不同，是其是功能化的应用研究，成为多年来的研究热点。主要和合成反应是否控制直接相关的，通常，超支化聚合物介绍超支化聚合物的结构、性能、合成及其功能化应用由“一步法”合成，反应往往难以控制，其分子支化结研究概况。构不完善；而树枝状聚合物经过“多步连续”合成，反关键词：超支化聚合物；功能化应用；材料应可得到有效地控制，其分子支化结构很完善。中图分类号：O631.9文献标识码：A文章编号：1001-9731(2007)增刊-3993-071引言树形聚合物(dendriticpolymers)按结构可分为6类[1][2]，其应用已取得了卓有成效的进展。而超支化聚合物（hyperbranche

3、dpolymer），是其中最具应用潜力的一大类，可通过一步法聚合直接获得，工业化生产前景好。图1超支化大分子与树枝状大分子的结构[3]1952年Flory首先在理论上描述了由ABx型单体分Fig1Moleculestructureofhyperbranchedpolymerand子间的缩聚反应来制备高度支化大分子聚合物的可能dendrimer性，但没有引起重视，直到20世纪90年代初，Kim等在合成过程中，各单体加入点和支化链生长的随机[4,5]人制备了超支化的聚苯，才引发了人们的研究兴趣。性，使超支化大分子体系具有大量的几何异构体。大量近20多年来，大量的超支化聚合物被合成出来，技

4、术的几何异构体、特殊的结构，决定了分子的非结晶性和日益成熟，成本日趋降低，它们的应用研究，尤其是功无缠绕性，进而决定了超支化聚合物性能的特殊性：（1）能化应用研究，变得非常活跃，这使得其在液晶材料、分子表面官能度高，化学反应活性强，易于端基改性；磁性材料、光学材料、导电材料、功能膜材料、吸附分[6]（2）良好的溶解性，Kim等的研究表明，超支化聚苯离材料、生物医药材料、反应型功能材料、纳米复合材在多种溶剂中都具有很好的溶解性，而线性聚苯的溶解料、高分子电解质材料等领域，都得到了越来越广泛的性却很差；（3）优良的成膜性，若分子中还含有大量极研究与应用。性基团则所成的膜具有很好的附着性；

5、（4）较宽的分子2超支化聚合物的结构、性能及合成量分布，一般比树枝状聚合物具有更宽的分子量分布[7],更接近但仍大于线型聚合物的分子量分布，采用凝胶渗2.1超支化聚合物的结构、性能特点透色谱来测定超支化聚合物的分子量和分子量分布往往由于化学和物理性质都比较相近，超支化聚合物和[8]并不精确，尤其是分子量比实际值要小得多；（5）较树枝状聚合物（Dendrimer）通常被相提并论。图1是超支化大分子与树枝状大分子的某一切面结构示意图。差的力学性能，很少被用作基材，常以助剂形式添加到理论上，超支化大分子，呈三维近似球形的高度支化的材料中，或作功能试剂；（6）较低的粘度，粘度比传统[9]空间

6、结构，不具树枝状大分子的几何规整性，整个分子的线型聚合物小，如图2所示。不完全对称，且存在缺陷，大量的分子空腔内含有未反影响超支化聚合物性能的主要因素有：支化度(DB)、应完的活性基团；而树枝状大分子，呈严格对称的、圆端基。支化度是表征超支化聚合物形状结构特征的关键[10]球形的、高度支化的三维空间结构，具有大小更为规整参数，支化度定义为：DB＝(∑支化单元+∑末端单元)*基金项目：国家科技支撑计划基金资助项目（2006BAE03B01-08）；教育部“新世纪优秀人才支持计划”基金资助项目（NCET-04-0614）；福建省教育厅科技计划基金资助项目（JB06079）收到稿件日期：2

7、007-03-19通讯作者：陈庆华作者简介：陈荣国（1979－），男，硕士研究生，师从陈庆华，主要从事环境友好功能助剂的研发。3994功能材料2007年增刊（38）卷／∑重复单元，超支化聚合物的DB值小于1，DB值越沸点的副产物（如H2O等），在反应期间就可以将其挥高，其分子结构越接近树枝状分子（树枝状分子的DB发除掉，这类反应往往会涉及到不是特别活泼的化合物[11]值为1），相应溶解性越好，熔融粘度越低（有人对上作聚合单体，如酸、盐或酯等；低温缩聚的特点