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超支化聚合物的机理和应用分析超支化聚合物也称为超支化物（hyperbranched polymers，简称HBP），是由多个活性单体在低于常温的条件下反应而成的高分子化合物。
与线性聚合物不同，超支化聚合物既具有线性聚合物的一些性质，也具有分支聚合物的一些性质，因此具有较高的分子量和三维立体网络结构。
超支化聚合物具有以下的特点：1、分子量大，具有较高的密度和分子结构的特异性；2、独特的长链结构，使HBP具有较强的相容性和可溶性，适合于复杂的多组分体系；3、HBP具有较好的自组装性，可经过简单的流程制备嵌段共聚物和无机纳米复合材料；4、相比于线性聚合物，HBP具有更多的表面官能团，通过修饰可以进一步扩展其应用范围。
超支化聚合物的制备主要有以下几种方法：1、孢子和膨胀剂法：通过孢子的增殖和膨胀剂的作用，将聚合物分散在中空空间中制备超支化聚合物；2、双功能单体法：通过两个不同的活性单体分别在反应中引入分支结构，制备超支化聚合物；3、加成反应法：通过加成反应将不同的单体聚合成高分子，制备超支化聚合物；4、原子转移自由基聚合法：通过原子转移自由基聚合反应制备超支化聚合物。
超支化聚合物具有广泛的应用前景，其在以下领域具有潜在的应用：1、作为表面修饰剂，可以用于表面涂料、阻垢剂和表面活化剂等；2、作为聚合物纳米复合材料的基体，可以增强材料的力学性能和热稳定性；3、作为载体用于生物样品的分离和提取；4、作为功能性小分子的聚合物后基，可以用于制备分子筛、配位聚合物和电子材料等；5、作为药物载体可以用于药物的传递和释放。
总之，超支化聚合物是一种具有独特结构和性能的高分子化合物，其制备技术不断发展，应用领域也在不断扩展。
未来超支化聚合物将更加广泛地应用于诸如药物递送、表面涂装、纳米复合材料等领域。
超支化高分子的制备和应用超支化高分子是一种具有分子微结构的重要高分子材料，具有良好的流变性能，高稠度，高溶度等特点。
它是通过在高分子链末端引入类似分支的枝杈结构，使高聚物具备了多个分支链的复杂空间构型。
超支化高分子的制备方法多种多样，包括加成聚合法、聚合分离法、原位聚合法等。
它们具有许多优越性能，广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂、聚合物合成等领域。
制备方法超支化高分子的制备方法涉及许多技术和工艺，在过去的几十年里取得了长足的进步。
加成聚合法是最早发展起来的制备方法之一，其通过两种或以上不同的单体分别在缩合剂的协同下反应，形成分支结构的高分子材料。
在这个过程中，缩合剂起到初始化共聚过程的作用，形成若干个精细结构的支链。
聚合分离法是近年来发展起来的的制备方法，它基于超支化高分子大分子体系的么单位/单元分离聚合，实现单分子水平上的建筑高分子。
原位聚合法则是将给定的低聚体分子转化为超支化聚合体的方法，大多数是在微粒或均相反应中进行。
应用领域超支化高分子在电子行业、纺织品、医药和建筑等领域得到了广泛应用。
在电子行业，它们可以被用作电子封装、电子导电等等；在纺织行业，被广泛应用于功能性织物和酚醛树脂板材中；在医药行业，其被用作分子晶体和药物传递器等等；在建筑行业，它们常用于水凝胶和有机化学反应的编制。
另外，在涂料和油墨等领域中，超支化高分子的应用得到了越来越广泛的推广。
未来前景超支化高分子材料作为新兴领域，具有许多开发前景。
随着经济的快速发展和环境污染的不断加剧，人们对于高性能、低污染、寿命长、高科技的高分子材料日益增长，这为超支化高分子材料的开发和应用提供了很好的机会。
同时，今后将会进一步提高超支化高分子材料在各个领域的性能，并逐渐推广应用于更广泛的领域，比如生物医药和高科技军工。
在这个过程中，超支化高分子材料将扮演着至关重要的角色。
未来，预计将会有更多的新型超支化高分子材料被开发出来，同时，其在不同领域的应用也会更加深入。
超支化聚合物的简介一、超支化聚合物是啥呢？超支化聚合物啊，这可是个超级有趣的东西哦。
它就像是分子世界里的一个独特存在。
你可以把它想象成一棵形状很奇特的树，有好多好多的分支，而且这些分支还特别的密集。
二、超支化聚合物的结构特点它的结构不像普通聚合物那样规规矩矩的线性结构。
超支化聚合物的分子是高度支化的，有一个中心核，然后从这个中心核向四周延伸出好多好多的支链，就像烟花在夜空中散开一样。
这些支链的存在使得它在空间中占据的体积比较大，而且分子之间的相互作用也很特别呢。
三、超支化聚合物的合成超支化聚合物的合成方法有不少哦。
比如说有缩聚反应的方法，就是通过一些特定的单体之间发生缩合反应，慢慢地形成这种超支化的结构。
还有自缩合乙烯基聚合这种方式，这就像是一场分子之间的奇妙聚会，在合适的条件下，单体们就按照一定的规则组合起来，最后就形成了超支化聚合物。
四、超支化聚合物的性能1. 溶解性超支化聚合物在溶解性方面可厉害了。
因为它有很多的分支结构，这就使得它在一些溶剂中的溶解性比普通的线性聚合物要好很多。
就像是它更容易和溶剂交朋友，能轻松地融入到溶剂的怀抱里。
2. 流变性能它的流变性能也很独特。
在不同的条件下，比如温度、压力变化的时候，它的流动性质会发生很有趣的变化。
这就像它有自己的小脾气，环境一变，它的表现就不一样了。
3. 低粘度超支化聚合物的粘度比较低哦。
这意味着它在一些需要流动性的应用场景里就特别有优势。
就好比在涂料里面，如果粘度太高，涂起来就很费劲，但是超支化聚合物因为低粘度，就能很顺滑地涂开。
五、超支化聚合物的应用1. 在涂料领域超支化聚合物在涂料里可是个大明星呢。
因为它的溶解性好、粘度低，所以能让涂料更好地涂抹均匀，而且还能提高涂料的一些性能，比如耐磨性、耐腐蚀性等。
就像给涂料注入了超级能量一样。
2. 在药物传递方面在药物传递上，超支化聚合物也有自己的用武之地。
它可以把药物包裹在自己的分子结构里，就像一个小小的快递包裹一样，然后把药物安全地送到需要的地方。
超支化聚合物的机理和应用分析
超支化聚合物是一种特殊的聚合物结构，具有高分支度和分子量的特点。
超支化聚合物的机理分为两个主要方面：自由基聚合和离子聚合。
下面将分别对这两个方面进行介绍。
自由基聚合机理是指聚合反应中自由基的生成、传递和聚合的过程。
自由基聚合是最常见的聚合反应机理，也是合成超支化聚合物的常用方法之一。
在自由基聚合过程中，首先发生引发反应，引发剂被激活形成自由基，并引发单体的自由基聚合。
然后，自由基聚合体会和引发剂进行反应，形成新的自由基，继续聚合过程。
聚合反应结束后，通过一定的方法，使超支化聚合物形成。
超支化聚合物具有很多特殊的性质和应用。
超支化聚合物具有高分子量和分支度，因此具有良好的机械性能和热稳定性。
超支化聚合物具有很高的溶解度和可溶性，可以制备成溶液，方便加工和成型。
超支化聚合物还具有较高的活性位点和化学官能团，可以进行进一步的修饰和功能化。
超支化聚合物在许多领域中有广泛的应用。
超支化聚合物可以用作改性剂，用于增加其他聚合物的力学性能和热性能。
超支化聚合物可以用于制备新型复合材料，可以改善材料的力学性能和热性能。
超支化聚合物还可以用于制备纳米颗粒、微胶囊等功能材料，具有广阔的应用前景。
超支化聚合物是一种具有高分支度和分子量的特殊聚合物结构，其机理包括自由基聚合和离子聚合。
超支化聚合物具有良好的力学性能、热性能和溶解性，具有广泛的应用领域，可用作改性剂、复合材料以及功能材料的制备。
超支化共聚物在材料科学中的应用研究超支化共聚物是一种高分子材料，由于其晶型多样、分子链络密、分子链上静电荷数量多，因此具有很好的物理、化学、光学和电学特性，被广泛应用于许多材料科学领域。
本文将从结构特点、应用领域、发展趋势等方面进行探讨。
超支化共聚物的结构特点超支化共聚物是由超支化物作为核心，通过小分子单体或功能单体进行“成分反应”而合成的共聚物，其结构由核心、臂和分支三部分组成。
其中，核心通常是一个大分子，臂和分支是单体反应后在核心上形成的分子链节，分子链节中包含着许多化学键，形成复杂的三维网络结构。
由于超支化共聚物分子链上拥有大量的活性基团，可以结合其他化学物质，形成更加特殊的功能材料，如各类功能薄膜、导电高分子、聚合物电解质等。
同时，还由于分子链上臂和分支的存在，使其分子结构呈现大致球形或球状，相比线性高分子，其物理、化学性质更加复杂，且晶型多样，因而具有更多的应用机会和潜力。
超支化共聚物的应用领域1.聚合物电解质超支化共聚物中的分子链含有大量的荧光团，可以增强材料的荧光性能，且分子链上臂和分支非常灵活，可以适应各种离子交换，因此在聚合物电解质领域有广泛的应用。
聚合物电解质是电池等高科技产品中的重要组成部分，超支化共聚物的运用带来了新生的可能性，使其性能更加突出。
2.导电高分子高分子有机电导材料是新型材料中的一种，因其材料历程简单、成本低、能够制备出很多形式的载体以及具有优良的机械性能、化学稳定性和电学性能等优点，被广泛地应用于一系列领域。
超支化共聚物可以通过掺杂导电高分子材料中的阴离子或阳离子来增加其导电性，使其具备更广泛的应用领域。
3.功能薄膜超支化共聚物在制备功能薄膜中也具有很大的应用前景。
通过合成不同的含有超支化共聚物的材料，可以制造出如防水、防晒、抗冲、抗荷等性能突出的薄膜，满足特定场合下的需求。
超支化共聚物的发展趋势目前，随着材料科学的逐渐深入和学术界的研究，超支化共聚物很有可能成为未来材料领域的一种重要材料。
超支化聚合物的机理和应用分析超支化聚合物是一种特殊类型的聚合物，其分子结构呈现出树状形态，具有更高的分子量和更高的分子间交联度。
超支化聚合物的形成机理可以归结为两种主要反应，即分子内的多步反应和分子间的交叉反应。
分子内的多步反应是指通过一系列的聚合反应将单体逐步地无规则组装成超支化聚合物的过程。
一般来说，首先进行核心化学物质的合成，然后添加一定比例的单体，使其与核心反应。
随着单体逐渐增加，多个分支以无规则方式迅速增长，形成树状结构。
此过程要求连续添加单体，并控制聚合反应的速率和顺序。
分子间的交叉反应是指超支化聚合物分子之间通过交联反应形成网络结构。
这种交联反应可以通过多种方式实现，如化学交联、热交联以及物理交联等。
化学交联是最常见的一种方法，通过将超支化聚合物与交联剂反应，形成三维网络结构。
而热交联则是通过加热引发聚合物链段进行交联反应。
物理交联则是利用超支化聚合物链与其他聚合物链的物理排斥力形成临时的交联结构。
这些交联反应能够使超支化聚合物具有更高的分子间交联度和更强的物理性质。
超支化聚合物具有很多独特的性质和应用。
由于分子间的交联结构，超支化聚合物展现出较高的抗拉强度和弹性模量，并且能够抵御各种外部应力。
超支化聚合物可调控分子结构和分子量，从而影响其物理和化学性质。
可以通过改变单体种类和比例来调节超支化聚合物的疏水性能和热稳定性。
超支化聚合物还具有较大的存储体积和吸附能力，可以被广泛应用于药物传递、水处理、化学传感器等领域。
在药物传递领域，超支化聚合物的多分支结构和高比表面积使其成为理想的载体。
药物可以通过物理吸附或化学键合的方式与超支化聚合物结合，形成纳米颗粒或微胶囊。
这些载体具有良好的溶解性、缓释性和靶向性，可用于治疗癌症和其他疾病。
在水处理领域，超支化聚合物的吸附能力和高度交联的结构使其可以有效地去除水中的有机和无机污染物。
超支化聚合物可以作为吸附剂使用，将污染物吸附在其表面，并随后进行再生。
超支化聚合物的机理和应用分析超支化聚合物（hyperbranched polymers，简称HBP）是一类具有高枝晶的聚合物，其分子结构类似于树枝，具有丰富的分支点，分支数远高于传统线性聚合物。
超支化聚合物的合成机理与传统的线性或分支共聚物不同，它通过在聚合反应中引入少量的交联剂，使反应过程中出现交联反应和开环反应的竞争，从而形成高度交联的分支结构。
超支化聚合物的合成方法主要有两种，一种是核心化合物法，通过在合成反应中加入有机或无机核心化合物，使其成为聚合反应的起始物，从而实现超支化聚合物的合成。
另一种是自由基聚合法，通过引入交联剂和减少引发剂浓度，使聚合反应发生在中低度亚稳态下，从而形成超支化聚合物。
超支化聚合物具有许多独特的性质和应用潜力。
超支化聚合物具有高分子量和分子量分布窄的特点，可用于制备高性能的聚合物材料。
超支化聚合物具有丰富的分支结构，具有很高的分子末端反应活性，可以通过化学修饰和功能化反应来改变其性质。
超支化聚合物由于其特殊的分子结构，具有较高的溶解度和流动性，可用于制备高分散性的聚合物溶液。
超支化聚合物还具有良好的抗疲劳、增容和抗蠕变等性能，可用于制备高性能的聚合物胶体。
超支化聚合物在材料科学领域有广泛的应用。
超支化聚合物可用于制备纳米材料，如超支化聚合物纳米微球、纳米纤维和纳米薄膜等，可以应用于高分散性的悬浮液、电催化剂、荧光材料和生物传感器等领域。
超支化聚合物可用于制备功能性聚合物材料，如聚合物凝胶、智能聚合物和生物医用材料等，可应用于药物传递、组织工程和仿生材料等领域。
超支化聚合物还可用于制备高性能的聚合物膜、纤维和涂层等，可应用于过滤、分离和防护等领域。
超支化聚合物是一类具有高分支度和特殊分子结构的聚合物，具有丰富的分支点和独特的性质，在材料科学领域有广泛的应用潜力。
随着对超支化聚合物的进一步研究和应用的深入，相信其在材料科学及相关领域中将有更广泛的应用前景。
超支化聚合物的机理和应用分析超支化聚合物是一种具有特殊结构和性质的聚合物材料，具有分子内部高度分支和大分子量的特点，具有较高的分子密度和较高的机械性能。
超支化聚合物是近年来聚合物材料领域的研究热点之一，具有广泛的应用前景，可以在材料、医药、化工等领域发挥重要作用。
超支化聚合物的机理主要是利用多功能单体进行交联反应，形成高度分支的聚合物结构。
具体而言，超支化聚合物的合成过程包括两个主要步骤：首先是利用多官能团单体进行缩聚反应或者交联反应，形成分子内部高度分支的结构；其次是通过控制反应条件和合适的催化剂，实现高效的聚合反应，形成高分子量的超支化聚合物。
超支化聚合物的合成过程相对复杂，需要精确的控制反应条件和合适的催化剂，因此合成方法的选择和工艺条件的优化对超支化聚合物的性能和应用具有重要影响。
超支化聚合物具有许多特殊的性质和优异的性能，使其在各个领域具有广泛的应用前景。
超支化聚合物具有较高的分子密度和较高的分子量，具有良好的机械性能和热稳定性，可以作为结构材料用于制备高性能的复合材料、聚合物薄膜和高强度纤维等；超支化聚合物具有较高的表面活性和较强的溶剂吸附能力，可以作为功能材料用于吸附分离、催化反应和生物医药等领域；超支化聚合物具有良好的光学性能和电学性能，可以作为电子材料用于制备光电器件、传感器和光学器件等。
在材料领域，超支化聚合物具有广泛的应用前景。
超支化聚合物可以作为高性能的结构材料，用于制备轻质高强度的复合材料，可以应用于航空航天、汽车制造和建筑领域，具有良好的市场前景。
超支化聚合物还可以作为功能材料，用于制备吸附材料、催化材料和生物医药材料，可以应用于环境保护、能源开发和医疗健康领域，具有重要的社会意义。
随着科学技术的不断进步和人们对材料性能要求的提高，超支化聚合物将在材料领域发挥越来越重要的作用。
在医药领域，超支化聚合物也具有重要的应用价值。
超支化聚合物可以作为药物传递载体，用于改善药物的溶解度和生物利用度，提高药物的疗效和降低副作用，对于治疗肿瘤、炎症和感染等疾病具有重要的临床意义。
超支化聚合物的合成与结构表征超支化聚合物是一种重要的高分子化合物，具有独特的结构和性能。
它由许多分子链通过化学键连接形成，形成类似树状结构的分子。
本文将探讨超支化聚合物的合成方法和结构表征技术。
一、超支化聚合物的合成方法超支化聚合物的合成方法有很多种，其中最常用的方法之一是通过原子转移自由基聚合（ATRP）合成。
ATRP是一种控制自由基聚合反应的技术，可以控制聚合物的分子量和分子量分布。
在ATRP中，通过引入具有活性转移基团的单体，在引发剂（如过渡金属配合物）的作用下，分子链逐步生长，并形成超支化的结构。
除了ATRP，还有其他合成方法，如可控自由基聚合和可控阴离子聚合等。
这些方法通过控制聚合反应条件和添加剂的使用，可以实现超支化聚合物的合成。
超支化聚合物的合成方法的选择通常取决于所需材料的结构和性能要求。
二、超支化聚合物的结构表征超支化聚合物的结构表征是了解其性质和应用潜力的关键。
有许多的表征技术可用于分析超支化聚合物的结构。
1. 分子量和分子量分布：分子量和分子量分布是超支化聚合物结构的基本参数。
常用的测定方法包括凝胶渗透色谱（GPC）和凝胶电泳等技术。
这些方法可用于确定分子量、分子量分布以及聚合度等参数。
2. 分子结构：超支化聚合物的分子结构对其性能有重要影响。
高分辨率质谱（HRMS）是一种常用的技术，可以用于确定分子结构中的官能团、连结方式和化学键等信息。
此外，核磁共振（NMR）也是一种常用的技术，可以提供关于分子结构的定量和定性信息。
3. 空间结构：超支化聚合物的空间结构也是其性能的关键因素。
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）等技术可用于观察超支化聚合物的形貌和结构。
此外，小角X射线衍射（SAXS）和动态光散射（DLS）等技术可以用于分析超支化聚合物的分子尺寸、孔隙结构和自组装行为等。
4. 热性能：超支化聚合物的热性能对其应用范围有重要影响。
差示扫描量热仪（DSC）和热重分析（TGA）是常用的技术，可用于测定超支化聚合物的玻璃转变温度、熔融温度、热稳定性等热性能参数。
超支化聚合物的机理和应用分析
超支化聚合物是一种具有高分子量和高支化度的聚合物材料。
它具有与传统线性聚合
物不同的结构和性能，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
超支化聚合物的机理主要包括三个步骤：核化、生长和分枝。
在聚合反应开始时，活
性中心聚合物化学物质通过与单体分子发生反应而形成核化物。
然后，核化物上的活性中
心能够进一步吸附更多的单体分子，从而通过活性中心引发新的聚合反应，这个过程称为
生长。
分枝发生，新生长的链通过与核化物上的活性中心反应而形成分支结构。
超支化聚合物具有许多优越的性能和特点，使其在各个领域得到广泛的应用。
超支化
聚合物具有高分子量，因此在材料力学性能方面表现出色。
由于分枝结构的存在，超支化
聚合物具有较高的熔点和玻璃化转变温度，因此在高温环境中具有较好的稳定性。
超支化
聚合物还具有良好的溶解性能和可加工性，可用于制备各种复杂结构的材料。
在生物医学领域，超支化聚合物也被广泛应用于药物传递系统和组织工程。
超支化聚
合物可用作药物载体，通过调控其分枝结构和表面活性，可以实现药物的缓释和定向输送，提高药物的疗效。
超支化聚合物还可以用于制备仿生材料和人工器官，其高分子量和分枝
结构可以模拟生物组织的结构和性能，从而实现组织工程的目标。
超支化聚氨酯的性能及应用康永【摘要】It was introduced that the performances and characteristics and the application fields of hyperbranched polyurethanes in this paper.%介绍了超支化聚氨酯的性能特点，及超支化聚氨酯的应用领域。
【期刊名称】《西部皮革》【年(卷),期】2011(000)016【总页数】4页(P33-36)【关键词】超支化聚氨酯;性能;应用【作者】康永【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司技术部,陕西榆林718100【正文语种】中文【中图分类】TQ31超支化聚氨酯是一类具有三维椭球状立体结构的高度支化聚合物，它是“核壳”结构的大分子，分子的“壳层”高度支化，末端聚集大量的活性官能团，分子之间无缠结，因此表现出许多线型聚合物所不具有的特殊性能，如良好的溶解性、低溶液黏度、高反应活性，并且可以通过封端反应加以改性，达到裁制的性能。
超支化聚氨酯（如图1所示）相对分子质量分布宽，几何异构体多，并且它的外形没有树枝状大分子规则，分子结构存在缺陷。
但它具有与树枝状大分子相似的性能，如黏度低、溶解性高、大量的外部官能团以及分子内存在空腔等。
此外它的合成工艺简单，成本低，有利于大规模生产，因此近年来超支化聚氨酯越来越受到人们的关注，其研究已取得突破性的进展。
随着对超支化聚氨酯认识与开发的深入，超支化聚氨酯必会得到更加广泛的应用[1-3]。
2.1 结晶性能线形聚合物可以以无定形（非晶态）、结晶态和液晶态的形式存在。
而超支化聚氨酯由于骨架的支化结构降低了它们的结晶能力，所以超支化聚氨酯一般是无定形的。
超支化聚氨酯结晶性差是因为没有可紧密堆积的长链结构，而且聚合物末端的大量羟基或羧基的较强氢键作用也使得聚合物的各单元链间不易紧密堆砌，表现出结晶性低的特点。
2.2 黏度超支化聚氨酯的溶液黏度较线形聚合物的溶液黏度低，这是由于流体的黏度来源于聚合物的流体力学体积和分子间的内摩擦，超支化聚氨酯因其分子趋于球形而使流体力学体积较线形聚合物的小，并且大量支链的存在以及分子链本身和分子之间无缠绕使得分子间相互作用小。
超纤皮革生产工艺超纤皮革是一种模拟天然皮革的合成材料，具有质地柔软、耐磨、耐腐蚀、透气性好等特点，在时尚行业中有着广泛的应用。
超纤皮革的生产工艺主要包括原料选材、物理化学处理、纺织制备、模拟皮革表面处理等步骤。
首先，超纤皮革的原料主要是聚氨酯(PU)。
在选择原料时，需要考虑到聚氨酯的性能特点，如柔软度、耐磨性和耐腐蚀性等。
同时，还需要根据超纤皮革的应用领域选取不同的原材料，以确保最终产品的质量。
接下来，原料需要进行物理化学处理，以增加聚氨酯的强度和耐磨性。
常用的处理方法包括添加增强剂、增韧剂和防水剂等。
增强剂可以提高材料的拉伸强度和耐磨性，增韧剂可以增加材料的柔软度和弹性，防水剂可以提高材料的耐水性和防污性。
然后，经过物理化学处理的聚氨酯原料会通过纺织制备的步骤转变为纤维状的超纤皮革材料。
这一步骤主要包括溶液纺丝和纤维组合。
溶液纺丝是将处理后的聚氨酯原料溶解于有机溶剂中，然后通过纺丝机将溶液纺丝成纤维状的材料。
纤维组合是将纤维材料进行整理、连续化和捻合等处理，以增加材料的强度和柔软度。
最后，经过纺织制备的超纤皮革材料需要进行模拟皮革表面处理，以增加其质感和美观度。
模拟皮革表面处理的方法有很多种，包括压纹、上蜡、喷漆和印花等。
压纹是利用模具给超纤皮革表面加上纹理，以增加其逼真度；上蜡是将蜡涂在超纤皮革表面，以增加其光泽感；喷漆是喷涂带颜色的涂料，以增加超纤皮革的颜色和质感；印花是利用印花机将纹理或图案印在超纤皮革表面，以增加其装饰性和独特性。
总之，超纤皮革的生产工艺包括原料选材、物理化学处理、纺织制备和模拟皮革表面处理等步骤。
通过这些步骤，生产出的超纤皮革具有柔软度高、耐磨性好、耐腐蚀性强等优点，适用于时尚行业的各种应用。
收稿日期:2008—01—16作者简介:徐文超(1983—),男,山东济南人,济南大学2006级硕士研究生。
超支化聚合物的合成与应用徐文超 宋南京 寿崇琦(济南大学化学化工学院, 山东 济南 250022) 摘要:超支化聚合物是一种新型的高分子化合物,其合成机理完全不同于传统线型高分子。
由于其分子结构的特殊性,因此其具有很多特殊理化性质,从而具有许多特殊用途。
本文在参考大量文献的基础上综述了最近超支化聚合物的合成与应用进展,着重讨论了近年来超支化聚合物全新的应用。
关键词:超支化聚合物;合成;性质;应用中图分类号:O63 文献标识码:A 文章编号:1008—2816(2008)02—0085—0041 引言超支化聚合物与树枝状大分子是新型聚合物,其不同于传统线形大分子物质之处在于超支化聚合物与树枝状大分子的分子构型为三维球形空间结构,大量端基暴露在最外层,因此具有独特的理化性能。
近些年来备受各国科学家重视,成为高分子学界新研究热点。
从Flory 与上世纪五十年代提出超支化理论至今,对该类新型聚合物的研究取得了长足进展。
其间,合成的聚合物层出不穷;可用单体数目也越来越多;合成机理早已突破传统概念限制;应用范围越来越广、效果越来越好。
由于树枝状大分子在合成时每一步需要繁琐的保护与去保护过程,且可用单体数目较少,产率较低等缺点,很难实现工业化,应用报道也较少。
目前报道合成的有聚碳硅烷类有机硅树枝状大分子[1](7-15)及树形聚醚等少数几类产品。
超支化聚合物具有与树枝状大分子相类似的分子结构,类似的理化性质,且合成条件要求较为温和,可以实现“一锅煮式”合成,利于实现工业化。
因此超支化聚合物也取代树枝状大分子成为近年来该领域研究的重点。
2 超支和聚合物的合成超支化聚合物按其合成机理可以分为:逐步聚合、开环聚合、活性聚合、离子聚合等。
2.1 逐步聚合逐步聚合通常包括“一步法”与“准一步法”这是最传统的合成超支化聚合物的方法,也最为简单,即依靠A 、B 官能团之间的相互反应来形成大分子。
第5期收稿日期：2009-12-25第一作者简介：刘浪浪（1986-），男，陕西省佳县人，陕西理工学院化学与环境科学学院化学工程与工艺专业本科学生。
超支化聚合物的合成及其在皮革中的应用刘浪浪，张换换，刘伦，邓宝军，刘军海（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001）摘要：介绍了超支化聚合物的合成方法，综述了其在皮革领域中的应用研究进展。关键词：超支化聚合物；合成；皮革；应用中图分类号：TS529.5文献标识码：A文章编号：1671-1602（2010）05-0023-04
SynthesisofHyperbranchedPolymeranditsApplicationsintheLeatherLIULang-lang,ZHANGHuan-huan,LIULun,DENGBao-jun,LIUJun-hai(CollegeofChemistry&EnvironmentalScienceofShaanxiUniversityofTechnology,HanzhongShaanxi723001,China)
Abstract:Thesyntheticmethodsofhyperbranchedpolymerwereintroduced.Applicationsofhyperbranchedpolymerinleatherwerereviewed,andtheresearchdirectionofhyperbranchedpolymerwasdiscussed.Keywords:hyperbranchedpolymer;synthesis;leather;applications
1前言从上世纪末至今，人们对超支化聚合物的研究取得了长足进展。其间合成的聚合物层出不穷；可用单体数目也越来越多；合成机理早已突破传统概念限制；应用范围越来越广，效果越来越好。此外，由于超支化聚合物的合成相对简单，一般可以用“一步法”和“准一步法”合成，具有较高的工业应用价值。在金属铬鞣剂难以被完全取代的今天，如何提高铬鞣剂的利用率、降低废液中的重金属含量，已成为制革及环境工作者所关心的热点，因而近年来超支化聚合物的合成成为人们研究的重要方向。本文简要介绍了超支化聚合物的种类及其性能，重点综述超支化聚合物的合成方法及其各自的优弊端。2超支化聚合物的合成方法超支化聚合物独特的性质和简便的合成方法使得它成为化工新型材料领域研究热点之一。由于超支化聚合物可以通过一步法直接聚合得到，因此可能实现工业规模化生产。常见的超支化聚合物的合成方法有：ABX(X≥2)型单体的缩聚反应、开环聚合反应、自缩合
乙烯基聚合反应(SCVP)等，下面分别进行叙述。2.1一步合成法一步法指由ABx型单体不加控制一步反应。即单体和“核化合物”根据所需要的繁衍次数，按摩尔比例一开始就全部投料进行反应。Shu等[1]以5-苯氧基间苯二酸为AB型单体，以五氧化二磷和甲磺酸为缩合剂，采用一步法合成了带有羧酸端基的超支化聚醚-酮，通过亲电芳香取代反应形成芳香酮键。用HNMR测量其支化度为0.155左右。一步法是合成超支化聚合物最常用也是研究得较成熟的方法，其优点是合成方法简单，一般无需
32卷第5期2010年3月西部皮革WESTLEATHERVol.32No.5Mar.2010
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逐步分离提纯，且聚合物仍可保持树形大分子的许多结构特征和性质，其缺点是常得到多分散性的聚合物，分子质量无法控制。但是由于其机理简单明确，操作方便，反应温和，单体来源广泛，因此目前仍然为合成超支化聚合物的最主要手段之一。2.2准一步合成法所谓“准一步法”即后一代均由前一代产物添加单体（不另加核）而合成。利用“准一步法”有利于使后加入的单体官能团，有更多的机会和主干上的官能团起反应，更大程度上避免单体之间的缩合反应，从而得到分子质量分散性更好的超支化分子。刘立新等[2]以顺丁烯二酸酐和丙三醇为原料合成一种端基带有1个羧基、2个羟基的AB型单体，再以季戊四醇为“核分子”，当季戊四醇与顺丁烯二酸酐和丙三醇的混合单体物质的量比为1∶100和1∶150时，得到室温下具有良好水溶性的超支化聚酯。2.3自缩合乙烯基聚合1995年，Frecher等报道了一种新的合成超支化聚合物的方法，称之为自缩合乙烯基聚合(self-condensingvinylpolymeriza-tion)简称SCVP[3]。自缩合乙烯基聚合是在自缩合活性自由基聚合中，单体既是引发剂也是支化点，乙烯基单体在外激发作用下活化，产生多个活性自由基，形成新的反应中心，引发下一步反应。洪春雁等[4]利用丙烯酸（2-溴代丙酰氧基）乙酯和丙烯酸甲酯在四官能团引发剂存在下制备了超支化聚合物。发现在自由基聚合时，由于聚合过程中增长链始终保持与单体反应的活性，没有链转移与链终止过程，故活性链的浓度始终保持不变。2.4开环聚合采用开环聚合方法合成超支化聚合物的报道近来不是很多。开环聚合是一类完全不同于传统缩聚的合成方法，采用的单体通常为含羟基的氧杂环化合物。与传统缩聚合成相比较，开环聚合最大优点是在合成过程中不需要排除低分子化合物，容易得到高分子的化合物。刘啸天等[5]在Novozyme435脂肪酶催化下，甲基丙烯酸羟乙酯引发己内酯（ε-CL）开环聚合反应，得到一端为双键、另一端为羟基的直链聚己内酯产物，最终得到超支化结构聚苯乙烯-b-聚己内酯产物。2.5离子聚合离子聚合包括阳离子聚合和阴离子聚合。Bochkarev等[6]用阴离子聚合方法合成了三（五氟代苯基）卤化锗超支化聚合物，该聚合反应通过三乙基胺对金属的去质子化作用，产生连着金属的全氟化苯环活性阴离子，然后在全氟化苯环的对位进行亲核取代得到超支化结构。近些年来已发展了很多制备方法，开发了超支化聚苯、聚酯、聚醚、聚胺、聚酰胺、聚氨酯、聚硅氧烷及乙烯基单体的超支化聚苯乙烯等[6]。贾志峰等[7]由甲基丙烯酸羟丙酯通过自缩合乙烯基氧阴离子聚合（self-condensingvinyloxyanionicpolymerization）制备了端羟基的超支化聚甲基丙烯酸酯，以氢化钾和冠醚的复合物为引发剂时，得到高分子量的聚合物。2.6其他聚合方法除上述合成方法之外，还有如基团转移聚合、稳定自由基聚合、原子转移自由基聚合、自加成乙烯基自由基聚合等[8]。
3超支化聚合物在皮革中的应用
超支化聚合物独特的结构和性能有着密切关系，通过合成不同结构的超支化聚合物以及对其端基修饰，可以制备多种特殊用途的新型高分子材料[9]，使得超支化聚合物在皮革领域具有极大的应用价值及开发潜力，吸引着越来越多的研究者介入此方面的研究工作。3.1用作主鞣剂和复鞣剂超支化聚合物带有大量的活性外围官能团，反应活性很高。这些端基官能团可与皮胶原纤维上的活性基团（如羟基、氨基、羧基等）发生化学键结合，形成牢固的化学键，可以用作皮革或毛皮的主鞣剂。超支化聚合物用作复鞣剂可使皮革具有一些特殊的复鞣效果，例如柔软丰满、有更好的弹性，对鞣剂的固定和吸收也比较好。如靳丽强[10]等以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料合成了0.5~3.5代的树状聚酰胺大分子，在碱性条件下水解，将其外围官能团转变为羧基，并与CrCl3配位得到金属配位树状大分子鞣剂。超支化聚合物如果进一步进行改性，可制成各种性能的复鞣剂。此外，超支化聚合物也可以用来改性戊二醛，使其与皮革纤维的结合点增多，改善戊二醛鞣革收缩
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温度低、黄变、撕裂强度低等缺点。如王学川等[11]对端羟基超支化（酰胺-酯）聚合物用无水戊二醛进行端基改性，得到超支化聚合物皮革复鞣剂。用于猪二层蓝湿革复鞣时，其复鞣后的成品革抗张强度与酚醛丹宁PE-210复鞣后的基本相当，成品的撕裂强度高达59.67N/mm，有显著的增强效果。3.2用作涂饰剂由于超支化聚合物分子链之间不容易发生链的缠结，当相对分子质量增加或浓度提高时，能保持较低的黏度，从而使其具有独特的流平性、很好的成膜性。同时超支化聚合物表面具有大量的端基活性基团和特殊的支化结构，涂层与皮革的粘着将会非常牢固，涂层不易断裂，耐折牢度很高。氟碳聚合物由于具有较高的表面活性、突出的化学惰性和良好的生物相容性，得到广泛应用。若将氟碳链通过化学反应接枝超支化聚合物，势必产生独特的性能，可以在皮革化学品领域得到很好的应用。李明等[12]利用保护法，将超支化聚缩水甘油外部羟基保护起来，内部羟基先反应；再将外部羟基解保护，后参加反应；使更多的羟基参加了反应，反应率由22.8%提高到了40.5%，成功地合成了以氟碳链为端基的超支化聚合物。该产品用作涂饰剂，可以克服传统的皮革涂饰剂的抗化学品性、耐候性、相容性、抗老化性差的缺点；同时由于它的黏度很低，所以可以与其它涂饰剂配合使用，从而减少有机稀释剂的用量或者不用有机稀释剂，是一种性能优良的绿色皮革涂饰剂。王学川[13]等将聚氨酯预聚体接枝到超支化聚合物上，得到黏度较低的超支化聚合物，超支化聚合物上剩余的端基用于固化，既缩短固化时间，又提高了固化膜的交联密度及漆膜性能。涂饰剂性能稳定，经其涂饰的皮革涂层平整，光亮度很强；涂层与皮革的粘着牢固；涂层不易断裂，耐折牢度很高，可以缩短固化时间。3.3用作高吸收铬鞣助剂超支化聚合物具有大量的端基官能团，可与Cr（Ⅲ）等金属离子发生配位络合，可用作高吸收铬鞣助剂，或代替铬鞣剂制作白湿皮，能够减少铬鞣剂用量和铬污染。与一般的高吸收铬鞣助剂相比，超支化聚合物的络合基团更多，吸收和固定铬的效果可能会更好，同时可以节约铬盐，减少水中的铬污染，保护环境，达到一举两得的效果。如强西怀等[14]用一步法由三聚氯氰和均三酚在丙酮中，用K2CO3作缚酸剂合成了一种端羟基的超支化聚合物(HTHP)，作为一种铬鞣助剂应用于皮革铬鞣工序中。结果表明，HTHP对增加皮胶原对铬盐的吸收和固定有显著效果，HTHP用量为酸皮质量的1%时，铬鞣废液中的Cr2O3由未加入HTHP的1.42g/L降低到0.60g/L，坯革的收缩温度由90℃提高到94℃，且粒面细致。加入HTHP后，改善了坯革对染料和加脂剂的吸收，坯革表面色泽浓厚，浴液颜色浅淡清亮。范贵洋等[15]则通过反复进行迈克尔加成反应和酰胺化反应制备了不同代数的树枝型聚酰胺-胺（PAMAM）。将半代的PAMAM在酸性条件下水解制备了端基为羧基的PAMAM-COOH。实验发现PAMAM-COOH可以与铬盐配位形成大分子金属配合物，配位后铬盐耐碱能力明显提高。王学川等[16]通过“准一步法”由丁二酸酐和二乙醇胺合成了一种超支化聚合物，然后再与马来酸酐反应，得到一种超支化聚合物铬鞣助剂。该铬鞣助剂在加入铬粉前使用效果最好，当使用量为1%时，铬鞣废液中的Cr2O3含量可减少45%。超支化聚合物铬鞣助剂的加入，可以保证皮革粒面的细致，使鞣后皮革的Ts有所提高。超支化聚合物用作高吸收铬鞣助剂的应用潜力是巨大的，因此积极开展此方面的研究工作，开发新产品并拓展其在皮革工业中的应用，对皮革工业的发展将具有重大的意义。3.4用作匀染剂和固色剂超支化聚合物分子具有的特殊空腔，把染料分子包裹起来或者其活性基团和染料分子结合，在适当的条件下控制染料分子的释放速度。其外围大量的活性基团可以和金属络合染料活性基团络合，也可以用于皮革固色，从而达到匀染、固色的效果。如将超支化聚合物应用于聚丙烯纤维的共混改性，可大大改善聚丙烯纤维的染色性[17]。将超支化聚砜胺用于小分子装载，发现它们对刚果红、甲基橙、虎红等水溶性染料具有很强的装载能力[18]。经端氨基超支化合物改性的真丝织物，染色性能明显提高，耐摩擦色牢度、耐洗色牢度以及匀染性能令人满意[19]。借鉴这些研究方法，也可将超支化聚合物用于皮革染色。但超支化聚合物用作皮革匀染剂和固色剂的应用研究见于报
