树枝状聚合物和超支化聚合物的合成
缩聚法制备超支化聚合物的合成工艺流程
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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。
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。
超支化聚合物的简介
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_环糊精_的合成与表征
Vol .29高等学校化学学报No .12008年1月 CHE M I CAL JOURNAL OF CH I N ESE UN I V ERSI TI ES 193～196超支化聚(β2环糊精)的合成与表征田 威,范晓东,姜 敏,丁文秀,王 昊,刘郁杨(西北工业大学理学院应用化学系,西安710072)摘要 通过硅氢加成反应,以AB x 型功能化β2环糊精大单体为原料,采用一步法合成出新型超支化聚(β2环糊精)高分子.AB x 大单体由单取代对甲苯磺酰化β2CD 依次与烯丙基胺、1,1,3,32四甲基二硅氧烷(含氢双封头)及丙烯酰氯反应得到.采用1H NMR,13C NMR,29SiNMR 和飞行时间质谱对AB x 大单体及其聚合物的结构进行了表征.利用凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC /MALLS )联用仪得到了超支化聚(β2环糊精)的分子量、分子量分布及本体黏度.关键词 AB x 型环糊精大单体;超支化聚合物;超支化聚(β2环糊精);硅氢加成中图分类号 O631 文献标识码 A 文章编号 025120790(2008)0120193204收稿日期:2007208214.基金项目:国家自然科学基金(批准号:20674060)和西北工业大学研究生创业种子基金(批准号:Z200767)资助.联系人简介:范晓东,男,博士,教授,博士生导师,主要从事高分子药物控制释放载体及超支化有机硅的研究.E 2mail:xfand@近年来,超支化聚合物因其特有的结构及性能已引起了科研人员的高度关注[1].与线性聚合物相比,超支化聚合物具有低黏度和良好的溶解性;与树枝状聚合物相比,超支化聚合物的合成方法简单且分离提纯较容易[1,2].因此,超支化聚合物在涂料、复合材料、黏合剂及药物载体等领域具有广泛的应用前景[1～3].环糊精(Cycl odextrin,CD )是一种中空环状低聚糖化合物,分子形状略呈锥形,锥腔具有内疏水和外亲水的特点[4].环糊精分子的这种独特的双亲性结构使其具有识别多种客体化合物并与之形成超分子包合物的特性[4,5].CD 经高分子化后,既能保持其原有的包合和缓释能力,又兼具有良好的化学可调性,因此是一类理想的药物控制释放载体材料[4～6].自从Ki m 等[7]率先合成出超支化聚苯以来,国内外研究人员已成功制备出超支化聚酯、聚醚、聚胺、聚酰胺、聚胺酯、聚酯胺、聚有机硅烷和聚糖等多种不同结构的超支化聚合物[1～3].目前,CD 与树形聚合物(包括树状与超支化聚合物)相结合的研究主要集中在以改性的CD 单体为核接枝树状低聚糖及超支化聚(砜2胺)[8,9]、或在树状聚酰胺2胺外端用功能化的CD 单体对其进行改性[10]或用CD 对树状及超支化聚合物端基进行物理包合[11,12]等方面;但以功能化的环糊精为单体直接合成超支化聚合物的研究尚未见报道.本文以功能化的AB x 型环糊精大单体为原料,合成出一种新型的超支化聚(β2环糊精),为进一步的药物控制释放研究奠定了基础.1 实验部分1.1 试剂与仪器按文献[13]方法合成6位单取代对甲苯磺酰化β2CD (Mono 2OTs 2β2CD );烯丙基胺,化学纯,山东铭兴化工有限公司;1,1,3,32四甲基二硅氧烷(含氢双封头),化学纯,浙江三门乡有机硅助剂厂;氯铂酸(Pt 质量分数为39),分析纯,陕西开达化工有限公司;丙烯酰氯,工业级,海门贝斯特精细化工有限公司,在对苯二醌存在下精馏后使用;其它化学试剂均为分析纯.B ruker AV 2500核磁共振仪,DMS O 为溶剂,四甲基硅为内标;德国Vari o EL Ⅲ型元素分析仪;岛津Krat os CFRp lus 型飞行时间质谱(MALD I 2T OF MS )仪;凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC /MALLS )联用检测装置,以DMF /L i Cl 为流动相,于40℃测定分子量、分子量分布及本体黏度,进样量012mL,溶剂流出速度015mL /m in .1.2 6位单取代烯丙基胺胺化β2CD (M ono 2ALA 2β2CD )的合成将Mono 262OTs 2β2CD (11289g,1mmol )溶于过量的烯丙基胺(517g,011mol )中,完全溶解后加入少量对苯二酚,于80℃反应2d .反应结束后,旋转蒸发除去多余的烯丙基胺,再用DMF 溶解产物,并在大量的丙酮中沉淀,抽滤,重复3次操作后得到目标产物,于室温下真空干燥5d 并置于干燥器中备用.1H NMR,δ:3116～3185(β2CD p r ot ons );4183(7H,C1—H );4162(6H,C6—O —H );5171～5178[14H,C2,3—O —H )];2174,2190(2H,β2CD —C H 2—NH —);3112(2H,β2CD —NH —C H 2—);5116～5130(2H,—CH C H 2);5190(1H,—C H CH 2);C 45H 75O 34N ・9H 2O 元素分析实验值(%,计算值):C 40134(40145),H 6155(7102),N 0197(1105);MALD I 2T OF MS,m /z :117218.1.3 6位单取代硅氢化β2CD (M ono 2ALA 2T MD S O 2β2CD )的合成将上述合成的Mono 262ALA 2β2CD (01587g,015mmol )溶于2mL DMF 中,将含氢双封头(3135g,01025mol )溶于7mL DMF 中,再将其滴加入到Mono 262ALA 2β2CD 溶液中,加入催化剂氯铂酸,于60℃反应3d .反应结束后旋转蒸发除去多余的含氢双封头和DMF,再用丙酮溶解,抽滤除去少量未反应的Mono 262ALA 2β2CD ,最后旋转蒸发除去丙酮得到目标产物,室温下真空干燥5d 后置于干燥器备用.1H NMR,δ:3117～3156(β2CD p r ot ons );4175(7H,C1—H );4129(6H,C6—O —H );5148～5162[14H,C2,3—O —H ];2165,2181(2H,β2CD —C H 2—NH —);3125(2H,β2CD —NH —C H 2—);1188(2H,—NH —CH 2—C H 2—CH 2—);1127(2H,—NH —CH 2—CH 2—C H 2—);0105[6H,—Si O (CH 3)2—];0111(6H,—OSi (C H 3)2—H );4160(1H,≡Si —H );C 49H 89O 35NSi 2・13H 2O 元素分析实验值(%,计算值):C 38123(38115),H 7186(7151),N 0185(0191);MALD I 2T OF MS,m /z 130814.1.4 AB x 型环糊精大单体的合成将Mono 262ALA 2T MDS O 2β2CD (21616g,2mmol )溶于13mL DMF 中(溶液A ),将过量的丙烯酰氯(1144g,01016mol )溶于10mL DMF (溶液B ).室温下以15滴/m in 的速率将溶液B 缓慢滴入溶液A 中,于70℃反应24h .反应结束后旋转蒸发除去过量的丙烯酰氯,在大量冷的丙酮中析出固体,抽滤,重复3次后得目标产物,室温下真空干燥5d 置于干燥器中备用.合成路线见Sche me 1.Sche m e 1 Syn thesis routes of AB xF i g .1 29S i N M R spectru m of AB x 1H NMR,δ:3138～3177(β2CD p r ot ons );4190(7H,C1—H );4135(6H,C6—O —H );5158～5175(14H,C2,3—O —H );4185(1H,≡Si —H );2175,2194(2H,β2CD —C H 2—NH —);3128(2H,β2CD —NH —C H 2—);1154(2H,—NH —CH 2—C H 2—CH 2—);1131(2H,—NH —CH 2—CH 2—C H 2—);0108[6H,—Si O (CH 3)2—];0113(6H,—OSi (C H 3)2—H );5186～5189,6123～6127(2H,—CH C H 2);6105～6111(1H,—C H CH 2);13C NMR,δ:102143(C1);82161(C4);73141,72168,72101(C3,C5,C2);70157(C3′);69149(C5′);63192(C6′);60163(C6);0103[—OSi (C H 3)2—H ];0172[—Si O (C H 3)2—];13153(—CH 2C H 2Si —);20168(—C H 2CH 2Si —);52159(β2CD —NH —C H 2—);47189(β2CD —C H 2—NH —);125142(—C HCH 2);128187(—CH C H 2);162122(—C OO —);29Si NMR,δ:-18171[—Si O (CH 3)2—];-22157[—O Si (CH 3)2—H ](见图1);元素分析实测值(%):C 46182,H 6171,N 0195;MALD I 2T OF MS,m /z :491高等学校化学学报 Vol .29 142911.1.5 超支化聚(β2环糊精)的合成将AB x 单体(015g )溶于2mL DMF 中,加入催化剂氯铂酸,于100℃和氮气保护下反应4d .反应完毕后在大量丙酮中析出固体,抽滤,重复3次操作,得目标产物,室温下真空干燥5d 并置于干燥器中备用.F i g .2 1H N M R(A,C)and 13C N M R spectra(B,D )of AB x (A,B)andhyperbranched poly(β2cyclodextr i n )(C,D )2 结果与讨论2.1 AB x 型环糊精大单体的分子设计首先利用环糊精分子中伯羟基和仲羟基之间反应活性的差异将单6位伯羟基功能化,再利用硅氢加成反应将A 官能团硅氢键引入环糊精母体,最后通过丙烯酰氯酰化将B 官能团双键接入环糊精母体,从而得到可用于合成超支化聚合物的功能化环糊精大单体(Sche me 1).从其13C NMR 谱图(图2)的数据可知,β2CD 分子中C5′的化学位移相对于C5出现在高场,而C6′的化学位移相对于C6明显出现在低场,说明6位伯羟基被酰化.而C1和C4的化学位移没有发生偏移,C3′相对于C3出现在高场但相对位移较小,证明2,3位仲羟基没有发生酰化反应,因此硅氢键和双键的取代均发生在环糊精的C6上.此外,以含氢双封头分子中的硅甲基为内标,通过对1H NMR 谱图(图2)中双键上质子峰面积进行积分可知平均酰化度为2101;由飞行时间质谱测得的环糊精大单体的数均分子量数据(见11114节)计算得出平均酰化度为2129,由此可见两者的结果较为接近,说明B 官能团的平均个数为2或3,因此环糊精大单体可能为混合型单体,故称其为AB x 型(其中x 的个数可能为2,3,4等).591 No .1 田 威等:超支化聚(β2环糊精)的合成与表征2.2 超支化聚(β2环糊精)的合成与表征以AB x 型环糊精大单体为原料,通过硅氢加成反应,在氯铂酸催化下,采用一步法合成超支化聚(β2环糊精)(Sche me 2,以混合单体中AB 2型单体的聚合过程为例,其它AB 3和AB 4型等单体的聚合过程相同).从1H NMR 谱图可以看出,与单体相比,聚合物在δ为0198,1160,2103处产生新的质子峰,分别归属为加成所产生的甲基和亚甲基上的质子峰,从而说明聚合反应已经发生.从13C NMR 谱图中可以看出,与单体相比,聚合物在δ169107,164151,34123,28178处产生新的碳原子峰,分别为α和β加成所产生的羰基、次甲基、亚甲基上的碳原子峰.Sche m e 2 Syn thesis route of hyperbranched poly(β2cyclodextr i n )(t ak i n g AB 2a s an exam ple)综合1H NMR 和13C NMR 谱图分析可知,超支化聚(β2环糊精)已被成功制备.由SEC /MALLS 测试结果可得,M n =41850,M w /M n =1199,ηn =510mL /g .这种新型的超支化聚合物可溶于DMF 和DMS O 等强极性溶剂,微溶于T HF,不溶于正己烷等非极性溶剂.参 考 文 献[1] W E I Huan 2Yu (魏涣郁),S H IW en 2Fang (施文芳).Chem.J.Chinese Universities (高等学校化学学报)[J ],2001,22(2):338—344[2] W ei H.Y .,ShiW.F .,Yuan H.Y .,et al ..J.App l .Poly m.Sci .[J ],2001,87:51—57[3] Yates C .R.,HayesW..Eur opean Poly mer Journal[J ],2004,40:1257—1281[4] Martin Del Valle E .M..Pr ocess B i oche m istry[J ],2004,39:1033—1046[5] L iu Y .Y .,Fan X . 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超支化聚酯
超支化聚酯----b7353015-6ebc-11ec-8d78-7cb59b590d7d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简而言之，超支化聚合物是具有高度支化结构的聚合物。
与树枝状大分子相比，超支化聚合物在分子结构上存在许多缺陷，并且不像树枝状大分子那样具有完美的球形支化结构。
因此，超支化聚酯的合成方法比树枝状大分子简单，易于广泛应用和工业化。
超支化聚酯是一种典型的超支化聚合物，合成较早，合成工艺成熟，应用性强。
超支化聚酯的主要连接基团也是酯基，但由于其高度支化的结构、大量的端基官能团以及分子中空穴的结构特征，超支化聚酯显示出不同于线性聚酯化合物的性质。
超支化聚酯具有良好的流动性，比普通聚酯粘度低，流动性好[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”。
超支化聚酯的合成主要包括ABX单体自缩合、多功能单体共聚和多支化开环聚合。
1.1abx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两个官能团，它们之间发生化学反应形成酯基。
反应过程如下：1.2多官能度单体共聚合多功能单体的共聚是指an+BM单体的直接共聚。
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。
超支化聚合物制备方法的研究进展_张传海
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]。
树枝状聚合物和超支化聚合物的合成PPT文档共25页
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
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分子量和复杂架构的聚合物，具有许多独特的性质和应用。
本文将对超支化聚合物的机理和应用进行详细分析。
一、超支化聚合物的机理超支化聚合物是一种多级分支结构的高分子化合物，通常由核、臂和枝组成。
其合成方法包括自由基聚合、离子聚合、缩聚、环氧开环聚合等。
自由基聚合法是最常用的方法。
在自由基聚合法中，首先通过引发剂引发单体的自由基聚合反应，形成线性聚合物。
然后将另一种单体引入反应系统，使之与线性聚合物进行交联反应，形成多级分支结构，最终得到超支化聚合物。
超支化聚合物的分支结构提高了聚合物的分子量，增强了其力学性能和热稳定性。
超支化聚合物具有许多独特的性质，因此在许多领域都有广泛的应用。
1. 化学品合成超支化聚合物可以作为高效催化剂的载体，用于有机化学反应的催化合成。
通过修饰超支化聚合物的表面性质，可以使之具有吸附特定物质的能力，能够有效促进催化反应的进行，提高反应效率，降低反应温度，减少副反应产物的生成。
2. 材料增强超支化聚合物在材料增强领域也有广泛的应用。
其分支结构可以增强聚合物的机械性能和热稳定性，使其适用于高性能工程塑料、复合材料、抗冲击材料等领域。
3. 医药领域超支化聚合物可以被用于药物传递系统中，作为载体来提高药物的生物利用度和治疗效果。
其多级分支结构可以提高药物的负载能力，增加药物输送的稳定性和选择性。
4. 油田化学品超支化聚合物在油田化学品领域也有应用潜力，可以应用于油藏改造、增压采油、水泥浆体积损失控制等领域，提高油井的生产效率和产量。
超支化聚合物因其独特的多级分支结构和优异的性能，在化学品合成、材料增强、医药领域、油田化学品等多个领域均有广泛的应用前景。
未来随着相关技术的不断进步和发展，超支化聚合物的应用领域将会更加拓展，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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新型的高分子材料，具有独特的分子结构和性质。
它是在传统线性或支化聚合物基础上，由多个分支化单体聚合而成，形成一种分子中有多个支链的空间网络结构。
这使它具有比线性或支化聚合物更高的贮能密度、更强的剪切稳定性、更好的抗氧化性和独特的低剪切粘度等特性。
超支化聚合物的合成方式一般分为一步和两步法。
一步法是同时聚合多个单体，两步法则是分别聚合多个单体后再进行交联反应形成超支化结构。
超支化聚合物在材料科学、化学、生物医学等领域都有着广泛的应用。
以下是超支化聚合物的应用分析：
1、新型功能材料：超支化聚合物的独特空间结构可用于制备新颖的功能材料，如纳米材料、分离膜、涂料、铸膜材料等。
超支化聚合物的聚合度高，分子量大，取代方便，能制得高品质的材料。
2、生物医学：超支化聚合物是一种良好的材料用于制造生物医学材料，如人工骨、生物透析膜、人工血管等。
超支化聚合物的解离温度较高，分枝结构对于物质的运输等特点，可对组织有更好的生物相容性。
3、光学领域：超支化聚合物是制造光学材料的一种理想选材。
它具有独特的分子结构和物理性质，可以制备硬质镜片、透明薄膜、涂料等。
4、环保材料：超支化聚合物属于新型材料，无毒、无害、易降解，因此也是一种环保型材料，如可降解高分子材料、防水材料、水溶性材料等。
超支化聚合物是一种独特的化学物质，具有广泛的应用前景。
随着科技不断发展，超支化聚合物材料将在更广泛的领域发挥其独特的特性和优势，成为未来高科技产业的一个重要领域。
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高分子现代合成方法与技术
4.2 聚合物的结构与支化聚合物
• 支化聚合物中支链的性质、支链的长度、支链的 分布、支化度等物理参数与它的化学、物理、力 学、流变学性能都有十分 密切的联系。
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收敛合成法
• 从所需合成的树枝状聚合物分子的边缘部分开始，逐步向内进行。它 是先 合成树枝状聚合物的一部分，形成一个楔形物，然后将这些楔形 物与中心分子连接，最后形成 树枝状聚合物。
收敛合成法在合成单 分散性树枝状聚合物、 提纯和表征等方面优 于 发散合成法，且 涉及于每步增长过程 中的反应官能团数目 也要少一些。但是随 着增长级数的 增加， 在中心点的反应基团 所受空间位阻增大， 对反应的进一步进行 有阻碍，使其合成的 聚合 物代数一般不 如发散合成法合成的 大。 高分子现代合成方法与技术
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4.5.6 聚合物在其他方面的应用
• • • • • • 制备特殊结构聚合物 聚合物共混 超支化聚合物薄膜 超支化聚合物液晶 可降解超支化聚合物 热固性树脂
• • • • • •
流变性能改性剂 药物缓释剂 导电聚合物和光学聚合物 金属纳米材料 纳米复合材料 吸附树脂
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4.5.2 作为药物和药物载体中的应用
• ①药物分子能够被物理俘获在树枝状结构内部;内 部可形成巨大的“空腔”，用来俘获药物，从而 有可能进 行随后的控释过程。 • ②药物分子共价结合在树枝状聚合物表面或其他 基团上，形成树 枝状聚合物-药物结合物。
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4.4.2 ABx单体的增长过程
三聚体只可能通过一个二聚体Ⅱ与 一个单 体I反应得到，结果形成两个异构体Ⅲa和 Ⅲb。至此尚无支化结构出现。
四聚体的形成可 通过两个二聚体 的结合或一个三 聚体（ Ⅲa和 Ⅲb)与一个单体I 之间的反 应来实 现。四聚体只有 一种是支化的五 聚体至少有6种 是支化结构的。 高分子现代合成方法与技术
4.4.3 ABx单体合成超支化聚合物进展
• 1992年，Kim得到端基为氨基或竣基的超支化聚酰胺。 • 1993年，Frechet合成了一种超支化聚氨酯。 • 1994年，Turner等端基为乙酰氧 苯基和苯酚基的全芳基和 烷-芳基聚酯超支化聚合物。 • 1995年，Malmstroem等人合成了全烷基聚酯超 支化聚合 物。 • 1996年，Hawker等人合成了聚乙二醇类超 支化聚合物。 • 1997年，Wooley等人制备超支化聚碳酸酯的方法。 • Moore等进行所谓自限制增长（self-limited growth)聚合， 可有效地控制相对分子质量和相对分子质量分布。 • Zhang等人制备了 一批具有非线型光学特性和光传导性的超 支化聚合物。
4.5.3 树枝状聚合物在医疗诊断中的应用
• 树枝状聚合物运用到医学成像领域如磁共振成像 （MRI)上，主要是因为其末端偶连各种 各样的功 能基团，具有多价分子吸附效应，可以用一种预 先控制的方式将大量对照剂结合在单 个分子上， 用于部位或组织特异性反应和增强反应，同时增 加了成像的敏感性。
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4.1 概述
• 树枝状聚合物 Dendritic Polymers • 分子具有规则的和可控制的支化结构。通常它们 必须经多步连续合成来制备，每一步合成后都要 经过分离、提纯等操作， 过程十分繁琐。 • 超支化聚合物 Branched Polymers • 往往可通过ABx单体的直接聚合一步制得，简单 易得。但超支化聚合物的分子支化结构不完善， 而且难以控制。
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4.3 树枝状聚合物的合成.1 树枝状聚合物的合成的基本方法
发散合成法
• 从所需合成的树枝状聚合物的中心点开始向外扩展来进行合成的。首 先将 中心核分子与2mol以上的含有2个以上被保护的支链活性点的 试剂反应，再移去保护基团， 使活化的基团再进行反应，如此反复进 行，直至合成所需大小的树枝状聚合物
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The Modern Methods and Technology of Polymer Synthesis
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教材： 王国建 同济大学
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第4章 树枝状聚合物和超支化聚合物的 合成（2学时）
Synthesis of Dendritic and Branched Polymers
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4.5 树枝状聚合物和超支化聚合物的应用
4.5.1 树枝状聚合物在基因转染中的应用
PAMAM是一类新型的聚合物，其结构规整，具 有呈辐射状对称的刚性球体结构。球状 大分子 的表面上分布着许多氨基。目前已制备出1代至 10代的PAMAM，分子直径1〜13 nm，属纳米 尺度范围。 在生理条件下，树枝状聚合物PAMAM末端的氨 基可以完全质子化成为带正电荷的-NH3+，所 以，分子的表面正电荷密度高，能与天然状态 下存在的DNA分子主链上带负电荷的 生物活性 物质磷酸基团发生静电相互作用，形成复合物。
4.5.4 超支化聚合物在涂料工业中的应用
• 超支化聚合物独特的分子结构，分子高度支化， 分子中原子紧密堆积 ，使其具有许多特有的性能。 • 低黏度。与相对分子质量相同的的同类化学组成线型的大分子比较， 同样浓度下超 支化聚合物的黏度要低得多。因此，它很适合于制备高 固体分涂科。将超支化聚合物加入线 型高分子聚合物体系中，可以大 大降低体系的黏度，改善涂料的流动性，作为流变性改进剂 应用。 • 高溶解性。超支化聚合物由于其分子周围分布着许多官能基团，因此 往往比类似化 学组成的线型聚合物的溶解性大得多。在实际应用中可 以减少溶剂的用量，降低成本，减少 排放。 • 优良的成膜性。超支化聚合物具有树枝状的大分子结构，决定了高分 子的非结晶性 和无缠绕性，使得聚合物具有优良的成膜性能。同时分 子中的大量极性基团使漆膜具有极好 的附着力。 • 易于改性，超支化聚合物分子中含有众多的端基官能团，可用于进一 步化学修饰、接 枝、嵌段等改性，使其应用于制备各种性能的涂料。
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4.5.5 超支化聚合物作为表面活性剂的应用
• 树枝状聚合物的表面活性：许多树枝状聚合物属于水溶性高分子，其 水溶液具有典型的表面活性剂水溶液的特性。 但其表面活 性除与支 化代有关外，还与分子本身的构型有关。 • 树枝状聚合物的增溶作用：随着支化代数目的增加，分子表面的官能 团将越来越密集，但分子内部仍具 有大量的空腔，可以容纳亲油性的 小分子，因此宏观上增加了小分子的溶解性，即具有增溶作用。随着 分子结构的不同，每个分子所增溶的小分子数目也不同。 • 树枝状聚合物的破乳作用：由于树枝状聚合物的末端合有大量的活性 基团，能够强烈地吸附油/水界面，替代原来的保护层，而新界膜的 强度大为降低，保护作用减弱，有利于破乳。此外，由于树枝状聚合 物的相 对分子质量较大，它能够分散在乳液中，使细小液珠絮凝成松 散的胶团，这些胶团再聚集成大 液滴，使油水分离，从而达到破乳的 目的。
4.3.2 树枝状碳氢聚合物
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4.3.3 树枝状聚醚
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4.3.4 含磷树枝状高聚物
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4.3.5 树枝状聚酰胺
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4.4 超支化聚合物的合成
4.4.1 Flory理论的基本要点
• ① 官能团A和B可通过某种方式活化，例如，通过催化剂 或通过去除保护基团实现活化; • ② 经活化的官能团A和B之间可相互反应，但自身间都不 会反应； • ③ 官能团A和B的反应活性不会随反应的进行而变化； • ④ 官能团A和B的反应活性应该足够高，并且是专一的， 以便能聚合成高相对分子质量 的产物，并能抑制副产物 的产生； • ⑤ 分子内不会发生环化反应。
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4.4.4 自缩合乙烯基聚合
• aa
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4.4.5 超支化聚合物的支化度
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4.4.6 超支化聚合物的表征
• 相对分子质量的测定主要采用凝胶渗透色谱法(GPC)，超 支化聚合物是一种球状的分子，其相对分子质量与流体力 学半径 或旋转半径的关系与线型分子是不同的。采用聚 苯乙烯为标样测定的超支化聚合物的相对分子质量数值要 比实际上低得多。 • 支化度的测定主要依靠核磁共振法(NMR)， Hawker提出 进行端基改性和水解的方法来测定聚合物的支化度。在通 过自缩合乙烯基聚合获得的超支化聚合物分子中，往往不 存在可供水解或降解的特征基团，所以也就不能采用。