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1、超支化聚合物的研究进展李璇化学与环境学院1105班111030210摘要超支化聚合物由于具有高度支化三维球状结构以及众多的端基的独特结构特征，与传统的线型高分子在性能上有很大差异，因而引起科学家们高度关注。本文通过对其结构、合成及应用的介绍，旨在加深人们对该领域的了解，从而促进该领域的快速发展。关键词树枝状分子；超支化聚合物；结构特征；ProgressofHyper-branchedPolymersLiXuan(CollegeofChemicalandEnvironmentClass1105No.111030210)Abs
2、tractHyper-branchedpolymersduetotheuniquecharacteristicsofthehighlybranchedthree-dimensionalsphericalstructureandalargenumberofendgroupstructure,hastheverybigdifferenceperformancewiththetraditionallinearpolymers,whichattractedtheattentionofscientists.Thispaperdesc
3、ribesthestructure,synthesisandapplicationofhyper-branchedpolymers,inordertodeepentheunderstandingofthepeopleinthisfield,thuscontributingtotherapiddevelopmentsinthefield.KeyWordsDendrimer，Hyper-branchedpolymer，Structuralcharacteristic在过去的很长一段时间，聚合物化学家们发现了一种由一系列支化单元
4、组成的树状支化大分子--新的“树状分子”，它可分为树枝状大分子和超支化聚合物两大类。树状大分子的合成为了控制分子的尺寸和形状，通常需要多步反应。而超支化高分子因其分子结构而得名，它是一种经一步法合成得到的高度支化的聚合物[1]。早在1952年，Flory[2]就首先在理论上论述通过ABx型单体分子间的缩聚制备高度支化大分子超支化聚合物的可能性。但是，对于这种非结晶、无链缠绕的超支化聚合物，当时并未引起足够重视。直到90年代初，Kim等[3]制备了超支化的聚苯之后，人们才开始对它产生兴趣。1超支化聚合物简介1.1超支化聚合物
5、支化度超支化聚合物有三种不同的重复单元，即树状单元、线型单元和由未反应的B官能团所决定的的末端单元。1991年，Frchet把支化度作为描述超支化聚合物结构的一个因素,如式1所示:支化度（DB）=（D+T）/（D+T+L）(1)在这里,D代表树状单元数,T代表末端单元数,L代表线型单元数。Frey基于反应过程,将式1修改成如式2所示:(2)这里,N是分子数。因为式(2)中的N可被忽略,所以式(1)和(2)给出的DB几乎相同。Frey指出,AB2型单体聚合产物的DB值大约为0.5。文献报道的大部分超支化聚合物，其DB值实际上
6、接近0.5。超支化聚合物即使在DB=1的情况下,仍有许多异构体(图1)。图1超支化聚苯可能的异构体(DB=1.0)Fig.1Possibleisomercstructuresofhyper-branehedpolyphenylene(DB=1.0)NMR是测定超支化聚合物DB值的有效手段。此外,1HNMR,13C,15N,19F和29SiNMR谱也都被用来确定各种超支化物的支化度。当聚合物由可降解的链如酯或碳酸盐组成时,则其DB值可由降解后产物的定量分析数据计算得出。1.2超支化聚合物的性质树状大分子溶液的粘度比传统的线型
7、聚合物小。树状大分子具球状结构,较低的粘度意味着其分子间链缠结较少。其特性粘数与分子量之间的关系参见图2。尽管超支化聚合物的粘度也是随分子量的增加而增大,但是,正如图2所示的,其斜率较之线型聚合物要小得多。通常,对于链与链之间高度缠结的线型聚合物而言，Mark-Houwink-Sakurada公式(η=KMα中的α介于0.5~1.0之间。而许多超支化聚合物的α值则小于0.5,暗示着在溶液中其分子具有球状结构。在GPC测定中,超支化聚合物的保留体积要比相同分子量的线型聚苯乙烯大,意味着在溶液中的超支化聚合物要比线型分子紧密。
8、图2大分子的logM与log[η]的关系图Fig.2SchematicplotsfortherelationshipbetweenlogMandlog[η]formacromolecules文献报道的大多数超支化聚合物都是无定形的。例如,超支化聚(醚2酮)和聚(苯砜)是无定形。一些包含介晶基团的聚合物呈
