超支化聚合物的研究及应用

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超支化聚合物的机理和应用分析

超支化聚合物的机理和应用分析

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度交联结构的聚合物,其具有许多独特的性质和应用,因此在化学、材料和生物领域都有着广泛的研究和应用。

本文将从超支化聚合物的机理和应用两个方面进行分析。

超支化聚合物的机理是指超支化聚合物的合成过程中所涉及的化学反应机理和聚合物结构的形成机制。

目前,超支化聚合物的合成方法主要有两种:内反应和外反应。

内反应方法是在聚合物链端引入具有反应性官能团的小分子,通过反应形成高度交联的聚合物结构。

外反应方法是将具有反应性官能团的小分子与已有的聚合物链反应,形成交联结构。

这些反应可以是化学反应、物理反应或生物反应,例如自由基聚合、自由基交联聚合、酯交换反应等。

超支化聚合物的机理可以理解为聚合物链的分支化和交联化过程。

聚合物链的分支化是指在聚合物主链上引入分支链,形成多级分支结构。

而聚合物的交联是指聚合物链之间的相互交联连接,形成高度交联的网络结构。

这种分支化和交联化的结构使超支化聚合物具有高分子量、高分子密度和高度交联的特点,从而赋予了超支化聚合物独特的性质和应用。

超支化聚合物具有许多独特的性质,如高分子量、高热稳定性、高溶解度和高度可调控性等。

这些性质使超支化聚合物在许多领域中有广泛的应用。

在材料科学领域,超支化聚合物可以用作高分子膜、高分子粉末和高分子材料的添加剂,提高材料的性能和功能。

在生物医学领域,超支化聚合物可以用作药物载体、生物传感器和组织工程材料,用于药物控释、生物分子检测和组织修复。

在化学合成领域,超支化聚合物可以用作催化剂、反应活性介质和分离材料,用于有机合成、催化反应和分子分离。

超支化聚合物是一类具有高度交联结构的聚合物,其合成机理和应用都具有独特的特点。

通过合理选择合成方法和调控分子结构,可以制备具有特定性质和应用的超支化聚合物材料。

这为超支化聚合物在化学、材料和生物领域的研究和应用提供了新的思路和方法。

相信随着科学技术的不断进步,超支化聚合物的研究和应用将得到更加广泛的发展和应用。

超支化聚合物材料的合成与应用

超支化聚合物材料的合成与应用

超支化聚合物材料的合成与应用超支化聚合物材料是一种具有特殊分子结构的高分子材料,由于其独特的性能和多样的应用领域,近年来备受关注。

本文将探讨超支化聚合物材料的合成方法以及其在不同领域的应用。

一、超支化聚合物材料的合成方法1.1 自由基聚合法自由基聚合法是一种常用的合成超支化聚合物的方法。

这种方法通常通过引入多官能团单体来引发自由基聚合反应,并利用交联剂连接单体分子,形成三维高分子网络结构。

自由基聚合法合成的超支化聚合物材料具有良好的热稳定性和机械性能。

1.2 离子聚合法离子聚合法是一种利用正离子或负离子进行聚合反应的方法。

这种合成方法可以控制聚合过程中聚合度和分子结构的分布,从而得到具有特定性能的超支化聚合物材料。

例如,通过调整离子聚合反应的溶剂和温度,可以制备出具有不同孔隙结构和比表面积的超支化聚合物。

1.3 点阵聚合法点阵聚合法是一种利用模板分子在聚合过程中形成点阵结构的方法。

通过选择合适的模板分子和单体,可以合成出具有高度有序结构和特殊功能的超支化聚合物材料。

点阵聚合法合成的超支化聚合物具有较大的孔隙尺寸和高的孔隙度,可应用于催化剂、吸附剂等领域。

二、超支化聚合物材料的应用领域2.1 环境污染治理超支化聚合物材料由于其良好的吸附性能和稳定性,被广泛应用于环境污染治理领域。

例如,通过改性超支化聚合物材料吸附剂,可以高效地去除废水中的重金属离子和有机物污染物,具有良好的应用前景。

2.2 电子器件超支化聚合物材料在电子器件领域也有广泛的应用。

由于其低介电常数和高绝缘性能,超支化聚合物材料常用于制备电容器、绝缘层和光学波导等元件。

此外,超支化聚合物材料还可作为电子器件中的填充材料,改善器件的可靠性和稳定性。

2.3 药物传递超支化聚合物材料在药物传递领域具有广泛的应用前景。

由于其多孔结构和高比表面积,超支化聚合物材料可作为药物载体,控制药物的释放速率和方向,提高药物的生物利用度和疗效。

2.4 功能性涂料超支化聚合物材料通过控制其分子结构和交联方式,可制备出具有特殊功能的涂料。

超支化聚合物的制备及应用研究

超支化聚合物的制备及应用研究

超支化聚合物的制备及应用研究章节一:引言超支化聚合物是一种具有特殊化学结构的高分子,具有许多独特的物理和化学性质,因此在许多领域中都有着广泛的应用。

本文将介绍超支化聚合物的制备过程以及其在不同领域中的应用研究。

章节二:超支化聚合物的制备方法超支化聚合物的制备方法可以分为两大类,即溶剂法和无溶剂法。

其中,无溶剂法是一种新兴的超支化聚合物制备方法,具有无毒性、低污染、易于操作等优点。

在无溶剂法中,可以采用酯化反应、缩合反应等方法来制备超支化聚合物。

通过不同的反应条件,可以得到不同的超支化聚合物。

章节三:超支化聚合物的物理和化学性质超支化聚合物具有许多独特的物理和化学性质,如高分子量、高分支度、高热稳定性等。

由于其特殊的化学结构,超支化聚合物还具有很好的溶解性和润湿性,并且在解离度较低时就具有一定的增稠和胶凝作用。

此外,超支化聚合物还具有优异的氧、水气阻隔性、发光性、电学性质等。

章节四:超支化聚合物在电子领域中的应用研究超支化聚合物在电子领域中具有许多应用研究价值。

例如,可以将超支化聚合物作为电子材料来制备电容器、半导体器件等。

此外,超支化聚合物还可以用于制备涂层、薄膜等材料。

章节五:超支化聚合物在纳米领域中的应用研究超支化聚合物还可以在纳米领域中发挥重要的应用研究价值。

例如,可以利用超支化聚合物的分子拓扑结构来制备纳米颗粒、纳米胶等。

此外,超支化聚合物还可以作为纳米载体来包装并释放药物。

章节六:超支化聚合物在环境保护领域中的应用研究由于超支化聚合物具有优异的氧、水气阻隔性和润湿性能,因此可以在环境保护领域中发挥重要的作用。

例如,可以将超支化聚合物作为纳滤膜的材料来过滤水中的微生物和其他有害物质。

此外,超支化聚合物还可以作为吸附材料来清除废水中的染料、重金属等有害物质。

章节七:结论超支化聚合物是一种具有特殊化学结构的高分子,在众多领域中都有着广泛的应用研究价值。

通过不同的制备方法和反应条件,可以制备出不同性质的超支化聚合物。

GPC NMR测定超支化聚合物的理论及应用

GPC NMR测定超支化聚合物的理论及应用

GPC、NMR测定超支化聚合物的理论及应用摘要:GPC凝胶渗透色谱,又称为尺寸排阻色谱,它是基于体积排阻的分离机理,通过具有分子筛性质的固定相,用来分离相对分子质量较小的物质,并且还可以分析分子体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。

NMR简称核磁共振。

是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生蔡曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。

超支化的概念是只要单体是AB X(X≥2)型的,A、B均为有反应活性的官能团,就能产生超支化结构。

关键词:GPC凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography)、NMR核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)、超支化聚合物前言自从超支化聚合物的概念提出来以后,由于超支化聚合物的独特结构和性能特点以及可实现规模化生产的特点,很快成为高分子材料领域研究的热点。

超支化聚合物是一类很有前途的新材料,正在从合成走向应用。

近十几年来,超支化聚合物的研究已取得重要进展.原理凝胶渗透色谱自20世纪60年代问世以来,在高聚物分子量及分子量分布测试中得到了广泛的应用。

以往有关GPC在聚丙烯腈共聚物分析方面的工作,一般采用普适校正法和渐进法对凝胶色谱柱进行校正。

普适校正法和渐进法需要一系列的标样,而聚丙烯腈的标样系列很难得到。

如果制备聚丙烯腈共聚物标样则需要耗费大量的时间和精力。

宽分布校正法可以采用单一宽分布标样对色谱柱进行标定,这种方法在分析难以制备标样的共聚物时,显示出很大的优越性。

Purdon认为,宽分布校正法只有在标样与待测样品分子量相近时结果较为准确,而标样与待测样品分子量相差较大时结果误差很大。

在本试验中应用宽分布校正法时,比较了扣除色谱峰扩展效应前后的测试结果,数据表明,在应用宽分布校正法校正色谱柱时,必须扣除色谱峰扩展效应的影响才能得到较为准确的结果。

Purdon的测试结果不准确,是因为没有扣除色谱峰扩展效应。

超支化聚合物在可控释放材料中的应用研究

超支化聚合物在可控释放材料中的应用研究

超支化聚合物在可控释放材料中的应用研究超支化聚合物(Hyperbranched polymers,HBP)是一种独特的高分子化合物,在可控释放材料中有着广泛的应用研究。

本文将探讨超支化聚合物在可控释放材料中的应用,并分析其优点和挑战。

一、超支化聚合物的概述超支化聚合物是一种高度分支化的聚合物结构,具有分子较小、高分子量、高反应活性等特点。

其分子结构呈树状,由一个核心、内核和外围分支构成。

超支化聚合物与线性聚合物相比,具有更多的末端官能团和更高的反应活性。

这使得超支化聚合物在可控释放材料的应用中具有独特的优势。

二、超支化聚合物在药物输送中的应用超支化聚合物作为一种可控释放材料,被广泛应用于药物输送系统中。

其独特的分子结构和特殊的化学性质使其可以有效地嵌载和释放药物。

超支化聚合物可以作为药物的载体,在其内部嵌入药物,通过控制超支化聚合物的结构和性质,实现药物的可控释放。

这种可控释放的药物输送系统可以减少药物的剂量,提高药物的治疗效果,并减轻患者的不适感。

三、超支化聚合物在环境保护中的应用除了药物输送,超支化聚合物还在环境保护领域展现了巨大的应用潜力。

超支化聚合物可以被改造成具有特定功能的吸附剂,用于污水处理和废水处理中。

通过调节超支化聚合物的结构和表面性质,可以使其具有高效吸附污染物的能力。

此外,超支化聚合物还可以通过嵌入纳米材料或功能性组分,实现对污染物的高选择性吸附和催化降解。

这种可控释放材料在环境保护领域中的应用,为我们解决环境问题提供了全新的思路和方法。

四、超支化聚合物的挑战与展望尽管超支化聚合物在可控释放材料中具有广泛的应用前景,但目前仍面临一些挑战。

首先,超支化聚合物的合成较为复杂,需要独特的合成路线和反应条件。

其次,在实际应用中,超支化聚合物的稳定性和可控性仍需要进一步提高。

此外,超支化聚合物的成本较高,也限制了其在大规模应用中的发展。

展望未来,我们可以通过进一步改进超支化聚合物的合成方法,降低成本并提高稳定性和可控性。

超支化聚合物的制备和应用研究

超支化聚合物的制备和应用研究

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。

超支化聚合物的机理和应用分析

超支化聚合物的机理和应用分析

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能的高分子材料,在近年来得到了广泛的关注和研究。

它不仅具有传统线性聚合物的特性,还具有分枝和交联等结构特征,因而具有较高的力学性能、温度稳定性和化学稳定性。

本文将从超支化聚合物的机理和应用两方面进行分析,以期为读者提供更深入的了解。

1. 超支化聚合物的机理超支化聚合物是通过合成方法制备而成的一种高分子材料,其机理主要包括自由基聚合、离子聚合和环氧树脂交联等多种方式。

自由基聚合是指通过引发剂在单体分子之间形成自由基,并且自由基之间可以进行链增长反应的聚合过程。

通常采用的引发剂包括过氧化苯乙烯、过氧化叔丁基和自由基引发剂等。

在聚合反应过程中,自由基之间的化学键可以不断连接,形成线性、分枝或者交联结构。

离子聚合是指通过引发剂在单体分子中引发阴离子或者阳离子的聚合反应。

与自由基聚合相比,离子聚合反应的速率通常更快,且可以在常温下进行。

常见的引发剂包括溴化铜、氧化铝和硫酸铜等。

在离子聚合反应中,单体分子之间可以形成大量的离子键,从而形成超支化结构。

环氧树脂交联是指通过自由基引发剂在聚合物中引发环氧树脂的开环反应,形成交联结构。

环氧树脂分子具有多个环氧基团,可以与其他分子中的羟基或胺基发生反应,从而形成交联网络。

这种交联结构可以使得超支化聚合物具有更高的力学性能和热稳定性。

超支化聚合物的机理是通过引发剂在单体分子之间引发聚合反应,从而形成特殊的结构和性能。

不同的聚合方式会导致不同的结构特征,因此可以通过控制聚合条件和合成方法来制备具有特定性能的超支化聚合物。

超支化聚合物以其特殊的结构和性能在许多领域具有广泛的应用前景,主要包括纳米材料、涂料、增强材料和医用材料等。

在纳米材料中,超支化聚合物常常用作纳米载体材料,可以帮助纳米颗粒在生物体内、溶液中或者固体表面上的分散和稳定。

其分支或者交联结构可以增加纳米材料与其他物质之间的物理吸附和化学结合,从而提高纳米材料的利用率和稳定性。

超支化聚合物的机理和应用分析

超支化聚合物的机理和应用分析

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。

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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。

由于超支化聚合物的性能介于线形聚合物和树枝形聚合物之间,目前主要用作聚合物共混改性剂、热固性树脂增韧剂、染色助剂、药物缓释剂、超支化液晶、涂料及聚合物薄膜等[1]。

超支化聚合物结构和树枝状大分子非常相似,树枝状大分子分子结构中只含有末端单元和支化单元。

而超支化聚合物不仅含有末端单元,支化单元,还有线形单元,如图1所示。

超支化聚合物一般是用ABX(X≥2)型单体聚合而成的。

在原理上,所有可行的聚合方法:缩合、加成、开环等都可以用于超支化聚合物的制备中,溶液聚合是目前报道的最适宜的聚合方法,但本体聚合和固相聚合也有报道[2-3]。

本文由于选择了聚酰胺酯作为后面聚合的单体,而聚酰胺酯的合成包括了酰胺化和酯化反应,所以我们在逐步聚合中选择一种简便的无控制增长的“一步法”。

“一步法”指由ABX型单体不加控制一步反应,其优点是合成方法简单,一般无需逐步分离提纯,且聚合物仍可保持树形大分子的许多结构特征和性质。

本文用多种酸酐(丁二酸酐、邻苯二甲酸酐和六氢邻苯二甲酸酐)和二异丙醇胺为主要原料合成了一种超支化聚酯酰胺,并用丙烯酸对端基成功改性,应用在水处理试剂的合成[4]上,可以提高产品的分子量及综合性能。

1.1 AB2型单体的合成称取一定量的二异丙醇胺(DIPA),用氯仿溶解后,置入装有搅拌器、温度计的四口烧瓶中,在一定温度下加入按一定的摩尔比计量的丁二酸酐(SA)、邻苯二甲酸酐(PA)、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA),反应约4~5 h,减压蒸出氯仿,得到浅黄色粘稠物,酸值分别为239.0 mgKOH/g(理论酸值240.49 mgKOH/g)、酸值199.0 mgKOH/g(理论酸值199.42 mgKOH/g)和酸值195.02 mgKOH/g(理论酸值195.26 mgKOH/g)。

1.2 超支化聚酰胺酯(HP)的合成AB2减压蒸出溶剂后,温度升至140~180℃之间,间歇减压蒸出生成得水,直到体系的酸值小于20 mgKOH/g,即可得到端基带大量羟基的超支化聚酰胺酯(HP)。

1.3 HP的改性将一定量的单体HP、催化剂对甲苯磺酸,阻聚剂对苯二酚置于四口烧瓶中,温度升至100~120℃之间,然后用甲基丙烯酸改性,直到无水滴产生。

1.4 测试方法[5-7]样品的红外吸收光谱(IR)的测定:红外吸收光谱(IR)测试在FTIR-670型红外光谱仪上进行,样品采用KBr涂膜法得到。

样品的凝胶色谱法(GPC)的测定:凝胶色谱法(GPC)测试用Waters-244型凝胶色谱仪,以四氢呋喃为淋洗溶剂。

酸值的测定方法:准确称取一定量(0.4~0.8 g)的样品溶解在适量的无水乙醇中,以酚酞为指示剂,用标准KOH的乙醇溶液滴定,溶液呈现浅红色,15 s不褪即为终点。

酸值的计算:式中:N——氢氧化钾-乙醇溶液的当量浓度,0.1 mol/mLV——滴定所需氢氧化钾-乙醇溶液的体积,mLG——式样质量,g1.5 结果与讨论1.5.1 HP的改性[8]在这步反应中,将HP用甲基丙烯酸端基改性,由于是传统的酯化反应,故加入催化剂对甲苯磺酸可以提高反应的活性,由于甲基丙烯酸含有双键,故需要加入阻聚剂对苯二酚防止交联,但温度过高并且长时间反应也有可能交联,所以温度在100~120℃左右最好,反应6~8 h,羟基与甲基丙烯酸的摩尔比为1∶(1.1~1.4),过量的甲基丙烯酸减压蒸馏除去。

1.5.2 红外吸收光谱(IR)表征由三种酸酐合成的样品,AB2单体,超支化聚酰胺酯(HP)及其改性物的红外光谱(IR)如图2~图4所示。

从图2~图4的比较中可以看到:在AB2单体的IR图谱中,1727.01 cm-1、1713.93 cm-1和1729.61 cm-1出现了羧酸中的羰基的伸缩振动峰,1621.31 cm-1、1620.08 cm-1和1622.73 cm-1处出现了酰胺基的吸收峰,752.61 cm-1周围的多重峰为苯环的吸收峰,并没有出现更高波数的酯基的吸收峰,说明合成了含有羧基羟基和酰胺基的AB2单体。

在超支化聚酰胺酯(HP)的IR图谱中,羧基的1727.01 cm-1、1713.93 cm-1和1729.61 cm-1吸收峰消失,同时出现酯基的特征吸收峰1731.58 cm-1、1731.58 cm-1和1730.12 cm-1,说明这步的酯化反应已经成功。

在HP端基改性物的IR图谱和HP的IR图谱比较中,可以看到,1731 cm-1、1731 cm-1和1730 cm-1处的酯基的吸收强度更加增强,并且991.98 cm-1、987.94 cm-1也出现了烯烃的面外弯曲振动峰,所以可以判断单体已经成功改性。

1.5.3 分子量及分子量分布我们分别对合成的超支化聚酰胺值采用凝胶色谱法来测定它的分子量及分子量分布,凝胶色谱测定条件:Agilent 1100单元泵,示差折光检测器Organic GPC start up kit,300 mm×7.5 mm色谱柱,四氢呋喃为流动相,流速为1.0 mL/min。

图5为DIPA/SA=1.3时的GPC图谱,平均数均分子量为496,多分散指数为1.4672,平均端基数为4.0。

图6为DIPA/PA=1.25时的GPC图谱,平均数均分子量为575.47,多分散指数为1.7867,平均端基数为4.5。

图7为DIPA/HHPA=1.15时的GPC图谱,平均数均分子量为762,多分散指数为2.1824,平均端基数为6。

通过控制单体的加料比可以达到控制分子量的目的,由AB2单体自缩聚合成超支化聚合物的过程中,当体系存在过量二异丙醇胺时,由于它的胺基具有较高的活性,容易与反应体系中的羧基发生反应,从而使聚合物在较低分子量时被封端而失去继续反应的能力。

如果体系中二异丙醇胺过量越多。

则羧基消耗量越多,体系中存在的低分子量部分较多,平均分子量就相对较小。

从峰形来看,呈现多重峰的叠加,这说明在反应体系中存在多个活性中心,具有不同的分子量分布形式。

出现这种结果的原因可能是由于体系中过量的二异丙醇胺与羧酸发生反应后,出现不同的活性中心,由于活性中心出现的时间及几率不同,而使分子量呈现几种分布。

在整个反应过程中,活性中心是逐渐产生的,首先形成的活性中心在继续与AB2单体发生反应时,由于这时单体的浓度很大,反应的几率大,分子量增长快,在后期形成的活性中心,由于单体已所剩无几,就只能生成分子量较小的分子了。

在涉及水处理的各个领域,如工业循环冷却水、锅炉给水、造纸、石油工业、海水脱盐等,结垢都可能给生产带来严重的后果,降低生产能力,甚至引起停工。

由于阻垢剂是一种含醚键、羧基、胺基、磺酸基,膦基、羟基等的聚合物,对多种垢具有一定的阻垢、分散能力和缓蚀性能,利用加阻垢剂进行阻垢处理是众多阻垢方法[9-10]中的相对方便和高效的一种方法。

目前,在众多的阻垢剂中,马来酸酐系列阻垢剂被认为是无毒、污染很小、环境可接受的水处理药剂,我们通过在马来酸酐系列共聚物中添加超支化聚合物单体来提高它的分子量,以此来提高它的综合性能,我们对超支化聚合物(聚酯酰胺)进行末端改性,得到末端含有多双键的单体即超支化多双键单体,并且由于这种超支化多双键单体含有支化结构,导致其比线形同系物的溶解性高,更适宜作为水处理剂的添加剂。

超支化聚合物的溶解性能可以通过支化单元、端基单元等来控制,用丁二酸酐合成的超支化聚酯酰胺有良好的水溶性,用邻苯二甲酸酐为原料合成的超支化聚合物具有疏水性能,而以六氢邻苯二甲酸酐为原料合成的超支化聚合物的溶液性能则介于二者之间,用在水处理试剂中,特别是高分子絮凝剂中,不仅可以提高分子量,还可以提高它的抗温、抗盐、抗剪切性能。

不仅在阻垢剂还是絮凝剂上都有很好的应用。

因此本实验选用以六氢邻苯二甲酸酐为原料合成的超支化聚合物[11-14]。

2.1 实验在装有搅拌器,温度计,回流冷凝管,恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐和水,二价铁离子催化剂,MA∶AA=1∶1(摩尔比),升温到80~85℃,后,间隔滴加甲基丙烯酸与单体混合物和引发剂双氧水。

滴加时间控制在2~4 h以内,反应时间2 h,可制得转化率为90%以上的新型阻垢剂。

2.2 结果讨论2.2.1 IR图谱将合成的聚合物样品经过烘干后,采用溴化钾涂膜法测定红外吸收光谱,如图8所示。

从图中可以看到,第三峰区出现了多重峰的重叠,这个峰区主要是羰基的重叠峰,并且和马来酸酐-甲基丙烯酸共聚物的红外图谱和HP端基改性物的IR图谱的比较中可以看到在1636.74 cm-1出现了酯基的伸缩振动峰,1590.94 cm-1出现了酰胺基的伸缩振动峰,说明在三元共聚中,HP单体已经成功的参加了反应。

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