超支化聚合物表面活性剂的研究进展

基于超支化聚合物的单分子胶束的研究进展蔡相宇,杨正龙,万德成3(同济大学材料学院功能高分子研究所,上海　200092) 摘要:近年来,单分子胶束Π粒子(Unim olecular micelle:UI M)引起了人们的极大兴趣,这是由于通过对核和壳的化学设计,粒子的溶解性、生物相容性、刺激响应性、与基质的相互作用等都可得到改进,粒子还可以包裹多种客体。

相对于自组装法而言,超支化聚合物法在合成UI M方面具有某些独有的特征,主要表现在:(1)UI M的尺寸主要由超支化聚合物决定,从而具有相当的可预见性;(2)可以大规模、高浓度合成UI M;(3)对聚合物的亲水性没有要求,可以利用的聚合物非常广泛,核2壳结构更为丰富;(4)产品可以以任何形式存在。

本文在简要比较以自组装法和超支化聚合物法合成UI M的基础上,主要介绍了以超支化聚合物(特别是超支化聚甘油醚(PG))为支架合成各种核2壳聚合物及其应用。

以长链小分子或聚合物改性的PG可以用作纳米胶囊,也可以作为纳米模板来合成各种无机粒子,而后者显示出量子限制效应和模板效应。

特别地,一种全亲水壳交联的、刺激响应的粒子的合成显示了超支化聚合物法在合成复杂UI M方面的优势。

总之,超支化聚合物法提供了巨大的核2壳结构分子设计空间,为合成功能集成粒子提供了更多机会。

关键词:单分子胶束;超支化聚合物;纳米胶囊;分子设计;自组装引言法国科学家Lehn曾形象地将原子、分子和超分子比作语言中的字母、单词和句子,预示了超分子化学的巨大发展前景[1]。

单分子胶束在主2客体化学和超分子化学领域扮演了极其重要的角色,这与其分子特有的拓扑结构及其所提供的分子设计空间密切相关。

单分子胶束可以作为纳米反应器、药物储藏库和催化剂载体等。

客体分子可以通过拓扑匹配作用、氢键作用、静电力、范德华力、金属2配体等作用而被胶囊化。

考虑到客体分子的几何特征和电子特征的多样性,对单分子胶束的核的化学结构进行相应的分子设计是十分必要的。

树形、超支化聚合物的研究进展树形、超支化聚合物的研究进展董璐斌（天水师范学院化学系，甘肃天水，741000）摘要:随着社会的高度发展，对原材料的性能提出了越来越高的要求，也推动了新型高分子化合物和新材料的发展。

树形、超支化聚合物由于其独特的分子结构和物理化学性质使之在众多领域有着广泛的用途。

故本文对树形、超支化聚合物的应用研究进展进行综述。

关键词:树枝状聚合物;超支化聚合物;应用;进展树形聚合物和超支化聚合物为高度支化的聚合物，性质的独特性,引起了众多领域科学家的广泛关注，在此主要介绍树形聚合物在超分子化学、生物医学、光化学与电化学、催化剂等领域的研究进展；超支化聚合物在热固性树脂增韧剂、染色助剂、缓释剂、超支化液晶、涂料及聚合物薄膜方面的应用研究进展。

一、树形聚合物的应用研究进展1、超分子化学由于树形聚合物的结构、尺寸、表面和内部的官能团种类及数目等分子参数都可以精确控制,使得其非常适合作为超分子体系的构筑单元和研究超分子体系的模型,因此,从树形聚合物的出现开始就在超分子领域引起了极大的兴趣。

Cardulls等合成了一种两亲的C60树枝状聚合物,并在空气-水界面上形成了单分子层的L2B膜。

C60树枝状聚合物共轭体系是由富勒烯二酸合成的。

这种膜有可能应用于光学技术或生物传感器领域。

Crooks等用在金箔表面重复沉淀的方法,通过第四代的聚酰胺2胺树形聚合物(PAMAM)与马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物自组装成渗透选择性膜,该膜对外部刺激、pH值变化具有响应性。

此膜作超分子“门”的功能是pH的函数:在低pH值时阴离子容易穿透而阳离子被排除在外;在高pH值时,结果相反。

2、生物和医学树形聚合物的大小、内部空腔和表面管道决定了它可以作为蛋白质、酶和病毒理想的合成载体,再加上它们很容易进行官能化作用,树形聚合物在很多与生物和医学相关的领域都得到了应用。

这些领域包括药物载体、基因载体、DNA生物传感器、硼中子俘获治疗试剂、核磁共振造影剂、免疫制剂等。

超支化聚合物的制备和应用研究近年来，高分子化学中最引人注目的发展之一就是超支化聚合物的诞生和广泛应用。

超支化聚合物是一种新型的高分子化合物，具有分子量高、稳定性好、结构稠密等特点，在材料科学、医学、生物科学等多个领域展示了广泛的应用前景。

一．超支化聚合物的制备方法超支化聚合物的制备方法通常采用交联聚合反应。

具体方法可以分为“点静态”法、“点动态”法和“链端”法三种。

1. “点静态”法所谓“点静态”，是指高分子的交联反应在蒸发溶剂中进行。

这种方法特别适用于制备在有机溶剂中不溶的超支化聚合物，调节交联反应的程度，可以制造具有松散的聚合物基体和平均分散的副产物。

2. “点动态”法“点动态”法的区别在于，高分子的交联反应是在肼或草酰氨等介质中进行的，更利于产生紧密的团簇结构。

这种方法可以制造出具有很高的分子密度和几乎不含副产物的聚合物。

3. “链端”法这种方法是指在聚合物化合物的链端加入具有交联反应基团的化合物（如乙烯二醇二甲基丙烯酸酯），以完成聚合反应。

这种方法能够制造非常有效的聚合物交联结构，单分散度高，化学亲和力和它们的梳状结构让它们极为适用于某些材料和生物科学领域。

二．超支化聚合物的应用1. 材料科学领域超支化聚合物的材料科学应用极其广泛，例如可制作三维微纳结构，作为生物基质、致密纳米膜、分离膜、纳米阵列及像半导体中的电子传输层等结构。

超支化聚合物还可以被用于生物材料，例如可作为医学上的降解性聚合物，如在只需要短时间内释放多种药物的情况下。

最重要的是，这些聚合物可以被制造成吸附到特定分子的材料。

它们可以被制成大小不一的纤维材料，也可以用于头包（headspace）分析，即彻底压缩，将气体被吸附在一种材料上用来检测信号。

2. 医学领域超支化聚合物在医学方面的应用也是非常多样的，例如可以做成各种类型的医疗器械，如人工关节、心脏瓣膜和血管、植入物和其它各种器官等。

由于其生物相容性强，可以提供更好的生物支持，甚至被用于（危重）病人的毛细红细胞及其它液体的替代品。

超支化聚合物的制备及其性能研究随着人们生活水平和科技进步的提高，人们对于高性能材料的需求也不断增加。

超支化聚合物作为一种新型高性能材料，在材料领域中越来越受到人们的关注。

那么，什么是超支化聚合物？它又具有哪些优异的性能呢？一、超支化聚合物的制备方法超支化聚合物是一种多连通网络聚合物，具有极高的界面活性，表面积大、孔径分布范围宽、催化活性强等优异性能。

目前制备超支化聚合物的方法主要分为化学方法和物理方法两大类。

1. 化学方法化学方法制备超支化聚合物的过程包括三种方法：泡沫聚合法、界面聚合法和溶液聚合法。

其中，溶液聚合法最为常见。

通过在高浓度单体溶液中引入溶剂，使其产生超过临界浓度的界面张力，从而引发链转移，形成高分子聚结构。

这种方法可以制备超支化聚合物、超级分子、低分子量凝胶等高分子聚集体。

例如，用马来酰亚胺进行溶液聚合可制备具有超支化结构的聚马来酰亚胺。

2. 物理方法物理方法制备超支化聚合物的过程主要包括两步：溶剂挥发聚合和超声辅助聚合。

其中，溶剂挥发聚合主要是利用某些单体在低温下挥发掉溶剂，形成聚集体并转化为超支化聚合物。

而超声辅助聚合则是使用高频振荡器、高强度超声波辐射等手段，提高聚合反应速率，以达到制备超支化聚合物的目的。

二、超支化聚合物的性能超支化聚合物具有许多优异的性能，主要包括以下几点：1. 大表面积由于超支化聚合物具有多孔、多臂的高分子结构，其表面积通常高达500-1000平方米/克，是一般聚合物表面积的数百倍，能够提高材料的吸附和吸附速率，增强反应效率。

2. 活性中心多由于超支化聚合物的多孔结构，其内部的催化活性中心会大大增加，从而提高催化效率，降低催化剂的用量，降低成本。

3. 稳定性强超支化聚合物在空气中不易受到氧化或分解，可以在高温、高压环境下工作，耐化学腐蚀能力强。

4. 化学活性强超支化聚合物中的活性中心多，化学反应条件更加温和，不易出现副反应，从而提高了反应选择性和稳定性。

超支化聚合物研究进展( 超支化聚合物的合成赵辉1,2,罗运军1*,宋海香1(1 北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081;2 开封大学,河南开封475004摘要:综述了超支化聚合物合成方法的最新研究进展。

关键词:超支化聚合物;合成;结构;性质中图分类号:T Q316 64 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(200405-0031-041 引言早在20世纪50年代Flory [1]就提出了超支化大分子的概念,首先在理论上描述了AB x 型单体分子间无控缩聚制备超支化大分子的可能性,并与线型高分子和交联高分子进行了比较。

Flory 指出由于具有超支化结构,这类高分子将具有很宽的分子质量分布,并且无缠绕、不结晶。

因此,这类超支化聚合物材料的力学强度不高,所以当时并未引起足够的重视。

1987年Kim [2]申请了制备超支化大分子的专利,1988年在洛杉矶美国化学会上公布了这一成果[3],1990年发表了关于超支化聚苯的论文并创造了!超支化∀(hyperbranched这一名词,并逐渐成为聚合物化学中的1个重要的分支。

超支化聚合物独特的魅力在于其具有大量的高度支化的三维球状结构的端基,分子之间无缠绕和高溶解性、低粘度、高的化学反应活性等性质。

由于各种优异的性质和简单的制备方法,超支化大分子在许多领域里都显示出其诱人的应用前景。

特别是在作为添加剂改善工程塑料及其他热固性聚合物的韧性等性质的应用[1~5],越来越受到人们的重视。

从第1次有意识地成功合成超支化聚合物至今已有十多年,并且已经取得了重大进展,使之成为合成化学中的1个新的热点而广受关注。

本文重点综述超支化聚合物合成。

2 超支化聚合物合成目前,超支化大分子的合成方法除研究得比较成熟的一步缩聚法外,近年来又发展了一些新的合成方法。

下面就文献中报道过的一些超支化聚合物的合成方法进行简单的介绍。

2 1 逐步聚合通常,超支化聚合物的合成可分为无控制增长!一步法∀和逐步控制增长!准一步法∀。

超支化聚合物研究进展摘要：本综述的目的是叙述和讨论近年来国内外有关超支化聚合物(HBP)的概述、制备方法、羟基改性引入功能基团以及应用研究进展，并对今后HBP的应用前景进行了展望。

方法是以数据库资源为主，查询万方、维普、以及各大外文数据库中有关超支化聚合物研究进展的资料。

结果选取其中有代表性的文献进行参考后做出的总结与讨论。

本文介绍了超支化聚合物的结构和性能特征，综述了超支化聚合物的制备方法，如缩聚反应、加成反应等，介绍了羟基改性引入功能基团、功能型元素的用途，并对其应用研究进行了说明和分析。

Abstract: The purpose of this review is described and discussed the hyperbranched polymer(HBP)'s research in recent years. Method is based on database resources, mainly inquires the ten thousand party, VIP, and other big foreign language database about the hyperbranched polymer. The results is came from making reference to summarize and discuss after selecting representative literature. This paper introduces the hyperbranched polymer structure and performance characteristics,summarized the hyperbranched polymer preparation methods, such as polycondensation reaction,addition reaction.And introduces the hydroxyl modified into functional groups and analysis its application in research.关键词：超支化聚合物端羟基制备方法应用前景Keyword：The hyperbranched polymer Hydroxyl Preparation methods Application prospect正文:一．超支化聚合物的概述1．1 结构特征超支化聚合物(Hyperbranched Polymer)(简称HBP)可以简单描述为具有高度支化结构的聚合物。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.20334030,No.50403024);作者简介:张传海(1984-),男,中国科学院研究生院硕士研究生,主要从事聚烯烃功能化的研究。

*通讯作者:Email:zhangly@超支化聚合物制备方法的研究进展张传海a ,李化毅b ,张明革b ,张辽云a*(a 中国科学院研究生院,北京 100049;b 中国科学院化学研究所,北京分子科学国家实验室,高分子科学与材料联合实验室,工程塑料重点实验室,北京 100080)摘要:超支化聚合物是一类可以通过一步法来合成的具有高度支化结构的体型大分子。

经过二十年的研究,超支化聚合物由于其独特的结构和性能特点以及可实现规模化生产的特点,已经迅速成为一类重要的和具有广阔应用潜力的高分子材料。

本文从单体类型的角度介绍了超支化聚合物的主要制备方法及其发展历程,主要涉及AB x 型,AB*型,A 2+B 3型以及潜在AB x 型单体(包括开环聚合和偶合单体法)等,同时论述了各制备方法的优点和局限性。

关键词:超支化聚合物;制备方法;缩聚反应;自缩合乙烯基聚合概述树状支化大分子(Dendritic macromolecules)是近年来高分子材料领域研究的热点之一[1~6]。

根据树状支化大分子的结构特征,可将其划分为树枝状大分子(Dendrimer )和超支化聚合物(Hyperbranched polymers)[1]。

树状支化大分子由于具有高度支化的结构,因而表现出与线形聚合物不同的性能,例如其分子链不易缠结、溶液和本体的粘度低、分子结构呈球形、以及分子链末端带有大量的官能团等[2]。

其中树枝状大分子由于其结构上的完美(无缺陷和高度的对称性等),最先受到学界的关注,但是树枝状大分子无论是通过发散法合成还是通过收敛法合成,都需要经过多步反应和纯化,繁琐的合成过程和高昂的成本大大妨碍了其工业化的应用。

另一方面,在很多领域的应用中,完美的树枝状结构并不是必须的条件,例如在改善粘度的时候需要的主要是其高度支化形成的球形结构,作为涂料的交联剂需要的则主要是其低粘度和大量的末端活性基团[3]。

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；Progress of Hyper-branched PolymersLi Xuan(College of Chemical and Environment Class 1105 No.111030210)Abstract Hyper-branched polymers due to the unique characteristics of the highly branched three-dimensional spherical structure and a large number of end group structure, has the very big difference performance with the traditional linear polymers, which attracted the attention of scientists. This paper describes the structure, synthesis and application of hyper-branched polymers, in order to deepen the understanding of the people in this field, thus contributing to the rapid developments in the field.Key Words Dendrimer，Hyper-branched polymer，Structural characteristic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。

超支化聚合物合成的研究进展超支化聚合物是一类高度支化的三维大分子，由于其独特的结构和性质以及潜在的应用，已经在高分子材料领域得到快速发展。

综述了超支化聚合物合成方法的研究进展，其中主要介绍单单体法（SMM）、双单体法（DMM）、偶合单体法（CMM）以及点击化学法，同时对超支化聚合物的发展前景进行了分析和展望。

标签：超支化聚合物；大分子；合成树状支化大分子（Dendritic macromolecules）由于独特的分子结构而表现出线性聚合物没有的低黏度、高溶解度等特性，近年来受到学界的高度关注[1]。

树状支化大分子根据结构特征可分为树枝状大分子（Dendrimer）和超支化聚合物（Hyperbranchedpolymers）[2]，其中树枝状大分子具有高度规整的完美结构，最先受到学界的关注。

1985年，Tomalia等[3]发表了关于星型树枝状大分子的文章，其产物结构完美，但不管是采用收敛法还是发散法[4]合成，都需经过多步反应及提纯，复杂的合成过程增加了成本，阻碍其工业化发展。

此外，很多应用领域并不需要完美结构的聚合物，因此与树枝状大分子结构性质类似的超支化聚合物开始进入大众的视野[5]。

超支化聚合物的结构虽不及树枝状大分子完美，但合成和纯化简单，通过一步法[6]或准一步法[7]即可合成，从而大大节约成本，有利于工业化发展。

1988年，Kim和Webster采用一步法合成高度支化的聚苯，并将此类聚合物命名为超支化聚合物[8]。

此后，一系列不同结构功能的超支化聚合物被合成，如聚酯[9]、聚硫醇[10]、聚氨酯[11，12]等。

超支化聚合物具有三维立体结构，分子链间缺少缠结，因此其熔融黏度较等分子质量的线性聚合物低；末端带有大量的活性基团，使其具有高溶解度[13]；进一步对其末端基团改性，可以赋予超支化聚合物更多特殊的功能。

由于超支化聚合物诸多的优点，现已拓展到涂料[14，15]、纳米复合材料[16，17]、生物传感器[18]及药物运载[19]等领域。

磺酸盐型超支化聚合物表面活性剂的合成及表征王学川;李新苗;强涛涛;杨旭【摘要】通过十一烯酸和端羟基超支化聚合物(HBP)酯化反应得到超支化聚酯(HBPE),然后将HBPE以NaHSO3进行磺化并以NaNO3为催化剂制得磺酸盐型超支化聚合物表面活性剂(SHBP).考察了磺化时间、温度及反应物投料比等对磺化度的影响,采用FTIR和1 HNMR对产物结构进行了表征,并考察了不同磺化度的SHBP的表面活性和对NaC1的容忍度.结果表明合成SHBP的较佳条件为:HBPE 用量为0.01 mol,n(Na2 SO3):n(NaHSO3)=1:2,NaNO3用量为HBPE和NaHSO3总质量的2％,反应温度为95℃,n(HBPE):n(NaHSO3)=1:9,反应时间为7h,此时产物的磺化度为5.19 mmol·g-1.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2013(043)001【总页数】5页(P16-20)【关键词】磺酸盐型表面活性剂;合成;表征;性能【作者】王学川;李新苗;强涛涛;杨旭【作者单位】陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ423超支化聚合物表面活性剂分子含有多个亲水/油基，端基多为亲水基，亲油基在分子内部，且随着超支化聚合物代数的增加，会形成一个“亲油”洞穴。

超支化聚合物的特殊结构，使其有较高的表/界面活性，较低的临界胶束浓度(cmc)［1－2］。

由于端基官能团丰富，可以根据不同的需要对超支化聚合物端基进行改性，在油田破乳、药物输送、染料及纳米分子的分散等许多领域具有较大的应用前景，受到国内外科研人员的重视［3－5］。

表面活性剂对超支化温敏聚合物温敏性质的影响
李慧东;刘毅;张继凡;霍克丰;顾俊琪;周瑶;刘训恿
【期刊名称】《鲁东大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】针对黄河三角洲污染土壤治理而伴随产生大量表面活性剂废水的问题,拟制备以超支化聚乙烯亚胺(HPEI)为核异丁酰基(IBAm)为壳的超支化温敏聚合物,并探究表面活性剂对其浊点的影响规律,为基于超支化温敏聚合物温敏特性分离表面活性剂提供理论依据。

本文详细研究了聚合物浓度、表面活性剂种类及浓度对其水溶液浊点(CP)的影响。

结果表明,随着聚合物质量浓度从1 mg·mL^(-1)增大至16 mg·mL^(-1),其溶液CP降低16℃。

除十二烷基苯磺酸钠外,HPEI-IBAm的水溶液与不同种类的表面活性剂相互作用均导致溶液浊点随表面活性剂浓度的增加而升高29~58℃。

综上所述,不同种类、浓度的表面活性剂可调节温敏聚合物的浊点变化,通过探究其作用规律,为开发利用超支化温敏聚合物分离表面活性剂的方法奠定基础。

【总页数】9页(P150-158)
【作者】李慧东;刘毅;张继凡;霍克丰;顾俊琪;周瑶;刘训恿
【作者单位】鲁东大学化学与材料科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O632.6
【相关文献】
1.含苯环结构的温敏聚合物溶液温敏行为研究
2.含β-环糊精单元温敏性聚合物的制备及其温敏性能测试
3.由聚丙二醇二缩水甘油醚和甘油制备温敏性超支化聚合物
4.含磺酸甜菜碱的温敏聚合物胶束的制备及胶束温敏性
5.基于超支化温敏聚合物制备温敏金纳米粒子
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高表面活性超支化双亲聚合物的合成及其应用性能研究的开题报告一、研究背景随着科学技术和工业制造的发展，越来越多的材料需要具有优异的表面活性、生物相容性、耐温性、机械性能等多种特性，这些要求对材料的制备提出了挑战。

其中，双亲聚合物是一种表面既具有亲水性又具有亲油性的聚合物，具有较为广泛的应用前景。

然而双亲聚合物的制备过程中常常出现困难，如高聚物的水溶性差、聚合反应的选择性难以控制等问题。

超支化聚合物是一类高度交联的聚合物，具有较高的分子密度和较大的表面积，可以在表面引入更多的活性基团，因此被广泛应用于表面修饰和功能化处理领域。

本研究拟探索高表面活性超支化双亲聚合物的制备方法、材料性质等方面问题。

二、研究目的本研究旨在通过研究高表面活性超支化双亲聚合物的合成方法及其结构特点，并测试其在表面功能修饰等领域的应用效果。

三、研究内容1.超支化聚合物的制备通过选择合适的单体和反应条件，研究合成高表面活性聚合物的方法。

探索反应条件对产物分子结构及性质的影响，如反应时间、温度、单体种类与配比等。

2.合成高表面活性超支化双亲聚合物将合成的超支化聚合物通过逆相微乳液控制乳化法和自由基引发聚合法等方法引入表面活性基团，使其具有双亲性质。

研究反应条件对产物双亲性质的影响，如表面覆盖度、亲水性和亲油性等。

3.应用性能测试测试合成的高表面活性超支化双亲聚合物在表面功能修饰领域的应用效果，如其在生物医学、油水分离、纳米材料制备等领域的应用性能测试。

四、研究意义本研究通过合成高表面活性超支化双亲聚合物，实现了一种具有较强表面活性和双亲性质的新材料的合成，可以应用于表面修饰、油水分离、纳米材料制备等领域。

同时，本研究也为新材料的合成方法提供了一种新思路，对于材料科学领域的发展具有一定的意义。