含氟超支化聚酯的合成及其性能研究
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超支化聚酯的改性及应用徐德增;柳雄辉;史正海【摘要】以三羟甲基丙烷作为中心核,二羟甲基丙酸作为合成单体,对甲苯磺酸作为催化剂,采用一步法合成了第三代端羟基超支化聚酯(HBP).苯甲酸对其进行了封端改性.利用核磁共振氢谱和SEC/TALLS对其结构进行了表征.同时,将改性前后的第三代HBP作为共混组分加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体中,研究了其对PET流变性、吸湿性、染色性的影响.结果表明,改性后的超支化聚酯的流变改性功能优于改性前的超支化聚酯,吸湿和染色改性功能有所下降.%The third generation title OH-terminated hyperbranched polyester (HBP) was synthesized with p-toluenesulfonic acid as catalyst. Hydroxyl groups were terminated by benzoic acid. The hyperbranched polyester and modified hyperbranched polyester were characterized by nuclear magnetic resonance and SEC/TALLS respectively. The modified hyperbranched polyester and hyperbranched polyester as blending components were mixed respectively into the polyethylene terephthalate (PET). The rheological property of PET melt blended with the modified hyperbranched polyester was significantly improved, and the dyeing and moisture regain declined.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】3页(P64-66)【关键词】超支化聚酯;改性;PET纤维【作者】徐德增;柳雄辉;史正海【作者单位】大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】TQ342.620 引言超支化聚合物是一类很有前途的新材料,它独特的魅力在于其具有高度支化的三维球状结构以及大量的端基,分子之间无缠绕和高溶解性、低黏度、较高的化学反应活性等性质[1]。
含氟聚合物的合成进展王海蓉,张明祖,倪沛红*(苏州大学材料与化学化工学部,江苏省先进功能高分子材料设计及应用重点实验室,苏州 215123)摘要:含氟聚合物由于其优异的化学和物理性能以及广泛的应用前景而受到关注。
根据聚合反应单体结构不同,可以通过不同方法合成各种结构的含氟聚合物。
这些聚合方法主要是可控/ 活性 聚合,例如:原子转移自由基聚合(AT RP)、原子转移自由基-乙烯基自缩合聚合(AT R-SCVP)、可逆加成-断裂链转移聚合(R AF T)、氮氧稳定自由基聚合(N M P)、活性阳离子聚合、活性阴离子聚合、氧阴离子聚合。
此外,常规自由基聚合及乳液聚合方法也受到青睐。
本文对近年来文献报道的不同含氟聚合物结构及其相关合成方法的研究进展进行了综述。
关键词:含氟聚合物;可控/ 活性 聚合;常规自由基聚合;乳液聚合引言氟原子的电负性(3 98)在所有元素中最高,它具有除氢原子以外最小的范德华半径(0 132nm)和较高的C-F键能(540kJ/mo l)。
含氟聚合物由于具有独特的性质:既疏水又疏油的双疏性、热稳定性和化学惰性高、折射率和低介电常数低、摩擦系数和表面能低、良好的抗氧化性和耐侯性以及一定的生物相容性等[1~5],因而在航空、微电子工程、化学和汽车行业、光学、纺织工业以及生物医用材料等方面具有广泛的应用[6~11]。
Kr afft课题组对含氟聚合物,尤其是两亲性含氟聚合物的性能及其应用进行了深入研究[11~15]。
通常,根据参加聚合反应的单体及其活性中心的不同,可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等。
由于含氟单体数目和种类的多样性,文献报道的含氟聚合物的合成方法可以根据不同单体的结构采用不同的聚合机理。
1 可控/ 活性 聚合制备含氟聚合物可控/ 活性 自由基聚合反应是近年来高分子设计合成应用最广泛的聚合方法。
大多数烯类单体的聚合都可采用这类聚合方法。
可控/ 活性 聚合主要有原子转移自由基聚合(ATRP)[16,17]、氮氧稳定自由基聚合(NM P)[18]、可逆加成 断裂链转移聚合(RA FT)[19]以及活性离子聚合等。
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。
含氟聚合物的研制及应用含氟聚合物是指聚合物中含有氟元素的化合物。
由于氟元素具有特殊的化学性质和热稳定性,含氟聚合物在许多领域具有重要的应用价值。
本文将就含氟聚合物的研制和应用展开讨论。
含氟聚合物的研制是一个复杂而严谨的过程。
研究人员通过调整聚合物的结构和材料配方,使其在合成过程中引入氟元素。
常见的含氟聚合物有聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟乙烯(PVDF)等。
这些含氟聚合物具有优异的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能,因此在化工、电子、航天等领域得到广泛应用。
在化工领域,含氟聚合物常用于制备高温耐蚀的密封材料和涂层材料。
由于其优异的耐腐蚀性能,含氟聚合物可以在腐蚀性介质中长时间稳定工作,保护设备不受侵蚀。
同时,含氟聚合物还可以制备高温密封材料,确保设备在高温环境下的正常运行。
在电子领域,含氟聚合物常用于制备绝缘材料和电池隔膜。
含氟聚合物具有优异的绝缘性能和耐高温性能,可以用于制备高性能电子器件的绝缘层。
同时,含氟聚合物还可以制备电池隔膜,提高电池的安全性和循环寿命。
在航天领域,含氟聚合物常用于制备耐高温材料和防火材料。
由于含氟聚合物具有出色的耐高温性能,能够在极端的温度环境下长时间稳定工作。
此外,含氟聚合物还具有良好的阻燃性能,可以用于制备防火材料,保护航天器材料的安全性。
除了以上领域,含氟聚合物还有许多其他的应用。
例如,在医学领域,含氟聚合物可以用于制备生物材料,如人工关节、血管支架等,具有良好的生物相容性和耐腐蚀性能。
此外,在纺织领域,含氟聚合物可以用于制备防水、防油的功能性纺织品,提高纺织品的实用性和耐用性。
含氟聚合物在化工、电子、航天等领域具有重要的应用价值。
通过研制合成含氟聚合物,并将其应用于相关领域,可以提高材料的性能和功能,推动相关行业的发展。
未来,随着科学技术的不断进步,含氟聚合物的研制和应用将会得到更广泛的关注和应用。
DOI:10.3969/j.issn.1009-1815.2011.03.003第29卷第3期2011年9月胶体与聚合物Chinese Journal of Colloid &polymer Vol.29No.3Sep.2011超支化聚合物是最近十几年发展起来具有三维结构和大量端基、低链缠结,以及高溶解性、低粘度、流变性好、强化学反应活性等许多线型聚合物所不具有的特殊性能,被视为21世纪聚合物科学发展的重要方向,在聚合物改性、药物释放体系、涂料、胶粘剂、高分子液晶等许多领域显示出诱人的应用前景[1~3]。
水性聚氨酯(PU )在制备的过程中以水为分散介质,不但降低了生产成本,同时也降低了制备此类材料时对环境的污染。
但大多数水性PU 聚合物都是线形大分子,作为涂料或胶粘剂使用时,成膜后的力学性能和耐水性较差,使其在应用上受到了限制。
端羟基超支化聚合物作为超支化聚合物的一种,由于结构中含有大量的羟基,与异氰酸酯的化学反应活性高,应用于PU 的制备中会赋予其新的性能[4]。
因此,将超支化聚合物和水性PU 相结合,制备出超支化水性PU 兼具超支化结构和水性PU 的优点,有望得到综合性能优异的水性PU 材料。
本文通过分子设计,以甲基丙烯酸甲酯与二乙醇胺反应合成出AB 2型单体,再引入中心核三乙醇胺,通过控制反应条件,利用“一步法”合成出了一种端羟基超支化聚酯,并以之为交联剂在水性PU 大分子链的硬段中形成交联结构,制备出了超支化水性PU 分散液,表征了所制备的超支化聚酯的结构,测定了所得的超支化聚酯和水性PU 分散液成膜后的相关性能。
1实验部分1.1原料甲基丙烯酸甲酯(MMA),二乙醇胺(DEA),对甲苯磺酸,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司;聚氧化丙烯二元醇(GE220,羟值:56mgKOH/g ),工业品,上海高桥石化厂,使用前在100~120℃下真空干燥2h ;二羟甲基丙酸(DMPA),瑞士Perstop 公司,工业品,使用前经60℃真空脱水1天;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),德国Huls 公司,工业品;其它原料均为化学纯试剂。
超支化聚合物的研究及应用杨灿;王义;段冲;李绵贵;姜京哲;王兆惠【摘要】A novel AB2-type monomer containing a single carboxylic group and two hydroxylic groups was obtained by the reaction of diisopropanolamine(DIPA) and carboxylic anhydride.Based upon the efficient esterification,the kinds of hyperbranched polyesteramides were developed from AB2-type monomer.Then the polymer was modified by methacrylic acid on the end groups.Then the hyperbranched monomer was synthesized with acrylic acid and maleic anhydride copolymer scale inhibitor.%以二异丙醇胺(DIPA)及酸酐为原料合成了含有一个羧基、两个羟基的AB2型单体,采用AB2型单体自缩聚的方法合成了超支化聚酰胺酯,然后用甲基丙烯酸对超支化聚酰胺酯的端基功能改性。
然后将超支化单体与马来酸酐、甲基丙烯酸共聚合成阻垢分散剂。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)001【总页数】4页(P69-72)【关键词】超支化聚酰胺酯;马来酸酐;甲基丙烯酸;阻垢【作者】杨灿;王义;段冲;李绵贵;姜京哲;王兆惠【作者单位】华烁科技股份有限公司,湖北武汉430074;华烁科技股份有限公司,湖北武汉430074;华烁科技股份有限公司,湖北武汉430074;华烁科技股份有限公司,湖北武汉430074;武汉工程大学化工研究设计院,湖北武汉430074;广州海谷电子科技有限公司,广东广州510663【正文语种】中文【中图分类】TQ317超支化聚合物的概念最初是由Flory于1952年提出,现在超支化聚合物的研究已经成为高分子科学领域中又一个新的热点。
超支化高分子材料的制备与性能研究近年来,超支化高分子材料因其独特的结构和优良的性能,在材料科学领域引起了广泛关注和研究。
本文将从超支化高分子材料的制备方法、性能特点以及应用前景三个方面进行论述。
一、超支化高分子材料的制备方法1.1 超支化聚合物超支化聚合物是一种通过将三元化合物引入聚合物体系而生成的高分子材料。
其制备方法主要包括层次聚合法、交融聚合法和交联聚合法。
层次聚合法是通过连续进行单体的加入和聚合反应,使聚合物分子中分支化位点的数目逐渐增加;交融聚合法是通过两个或多个高分子体系之间的相互反应形成高分子交融聚合物;交联聚合法则是通过引入多官能团单体,并与聚合物体系进行交联反应,形成三维交联结构。
1.2 超支化共聚物超支化共聚物是通过交联或交融的方法将两种或多种不同的单体聚合反应进行堆叠形成的高分子材料。
常用的制备方法包括交融共聚法、交联共聚法和交叉交联共聚法。
交融共聚法是指将两个或多个单体共聚反应进行交替进行,形成交融的共聚物;交联共聚法通过引入具有活性官能团的单体,并与其他单体进行交联反应形成共聚物;交叉交联共聚法则是通过将一个单体聚合物和另一个单体共聚反应形成两种单体的串联交联结构。
二、超支化高分子材料的性能特点2.1 强度与刚度由于超支化高分子材料中存在大量的分支结构,使得材料的强度和刚度得到显著提高。
与线性聚合物相比,超支化高分子材料的强度更高,具有更好的载荷传递和抗拉伸性能。
2.2 热稳定性超支化高分子材料具有较高的热稳定性能,能够在高温条件下保持结构的完整性和性能稳定性。
这得益于分子分支结构的存在,可以阻止分子链的无序聚集和链状滑移,提高材料的耐热性。
2.3 功能化特性超支化高分子材料通过引入不同的官能团单体,可以赋予材料以特殊的功能化特性。
例如,通过引入含氟单体可以提高材料的耐腐蚀性能;引入含有吸波基团的单体则可以赋予材料良好的电磁波吸收性能等。
三、超支化高分子材料的应用前景超支化高分子材料具有广泛的应用前景,尤其在高分子材料的领域中具有重要意义。
超支化聚酯摘要综述了超支化聚酯的合成方法并且介绍超支化聚酯在涂料、树脂改性、高分子薄膜、以及其他方面的一些应用。
关键词超支化聚酯合成应用超支化聚合物简而言之是具有指高度支化结构的聚合物。
相比树枝状高分子超支化聚合物分子结构有许多缺陷并不像树枝状高分子样有完美的球状支化结构。
因此超支化聚酯合成方法相对于树枝状聚合物简单更容易得到广泛应用和工业化生产。
而超支化聚酯是超支化聚合物中合成较早、合成工艺较为成熟、应用性强的一种典型超支化聚合物。
超支化聚酯主要连接基团也为酯基但由于其高度支化的结构、大量的端基官能团、分子内存在空腔的结构特点使其又表现出与线型聚酯化合物不同的性能。
超支化聚酯具有良好流动性、较普通聚酯低的粘度以及良好的流动性能[1]。
1、超支化聚酯的合成超支化聚合物的合成按过程来分可分为准一步法和一步法[2]。
准一步法是指将部分反应单体和催化剂先加入反应釜反应,反应一段时间后再加入剩余的单体和催化剂,优点是聚合物分子量分布较窄[3]。
一步法是指将所需的单体、催化剂一次性投入反应釜合成目标产物,合成方法简单,但所得聚合物的分子量分布较宽,通过加入核单体的方法可降低其分子量分布,即所谓的“有核一步法”。
超支化聚酯的合成按反应方式大体主要有Abx型单体自缩合、多官能度单体共聚合以及多支化开环聚合等。
1.1ABx型单体自缩合ABx型单体自缩聚是合成超支化聚酯最常用的方法,单体中同时包含A和B两种官能团,且两者之间发生化学反应而形成酯基。
其反应历程如下所示:1.2多官能度单体共聚合多官能度单体的共聚合是指利用An+Bm两种单体直接进行共聚反应的方法。
多官能度单体(其中一种n>2)的缩聚反应容易形成凝胶的网络结构,因此想要得到超支化聚酯必须在其凝胶点之前停止反应。
采用多官能度的单体反应的优点是可以不用先得到ABx类型的单体。
这种方法常用的单体是A2+B3型,这种组合单体共聚是往往先生成AB2结构的中间体。