超支化聚合物的机理和应用分析
超支化聚合物
超支化大分子的最新应用进展超支化大分子独特的构筑使其合成与应用在世界范围内受到人们越来越多的尖注。
笔者对最近以来国内外超支化大分子的最新应用进行了简要的综述，对今后超支化大分子的应用前景进行了展望和预测。
最近几年以来，由于超支化大分子独特的构筑，使得超支化大分子的合成与应用在世界范围内受到人们越来越多的尖注。
与线性大分子相比较，超支化大分子具有内部多孔的三维结构，表面富集大量的端基，使超支化大分子具有较佳的反应活性。
其独特的分子内部的纳米微孔可以螯合离子，吸附小分子，或者作为小分子反应的催化活性点；由于具有高度支化的结构,超支化聚合物难以结晶，也无链缠绕，因而溶解性、相容性大大提高；与相同分子量的线性分子相比，超支化分子结构紧凑（较低的均方回转半径和流体力学半径），熔融态粘度较低；并且分子外围的大量末端基团可以通过端基改性以获得所需的性能。
此外超支化大分子的合成采用一锅法，合成方法简单，无需繁琐耗时的纯化与分离过程，大大降低了成本•因此超支化聚合物独特的结构和简单的合成方法使其在许多领域中均有着广泛的应用，现将最近以来国内外超支化大分子的主要应用领域作一简要的总结与展望。
1 超支化大分子嵌段共聚物在水溶液中具有自组织功能的两亲性嵌段共聚物由于其在生物工程、信息材料和药物传输等领域的潜在应用前景而备受人们尖注被人们称作architectural copolymer!聚乙烯醇共聚物组成的胶束由于具有良好的生物相容性和溶解性而在药物载体运输（药物缓释）和基因转移方面具有潜在应用价值。
与传统的由表面活性剂组成的低分子胶束相比较，由大分子组成的胶束具有较低的临界胶束浓度（CMC）和稳定性，通过调节不同结构嵌段比例可以使某种嵌段富集于胶束的内部或外部。
但是，大分子两亲嵌段共聚物的扰曲性产生的链缠结和较宽的相对分子质量分布限制了其应用。
采用内部具有高度支化结构的单分子胶束可以避免以上问题，通过对超支化大分子表面的改性可以捕捉不同的分子,因此此种结构的单分子胶束可以作为纳米反应器。
超支化材料的应用
超支化聚苯的性能及应用超支化聚合物可以简单描述为具有高度支化结构的聚合物，他既与支化聚合物不同，也与树形分子有别。
换句话说，其支化度大于支化聚合物，而小于树形分子。
超支化聚合物的名称并没有像树形分子那么复杂，在文献中，见到报道的只有高支化聚合物和超支化聚合物，目前文献中已普遍采用后一名称。
超支化聚合物的制备比较简单通常不需要应用多步的保护与脱保护过程，而是采用一步法（无控制增长）和准一步法（逐步控制增长）。
最常见的反应是缩聚反应，，也使用活性聚合、开环聚合、离子聚合等方式超支化聚合物的特殊结构决定了他有与普通线形高分子不同的特殊性质。
影响超支化聚合物性能的结构因素很多，包括支化结构、重复单元、端基官能团以及核结构等等，其中支化结构比化学结构对性能的影响更大。
超支化聚合物的最终性能主要由支化重复单元的结构和端官能团性质决定，只有当这两个因素确定以后，才可以考虑支化度的影响，这个影响还可能会被分子量分布的影响所掩盖。
与分子量相近的线形高分子相比，超支化聚合物的溶解性有很大的提高，例如超支化聚苯和芳香族聚酰胺可溶解在有机溶剂中，而对应的线形聚合物则由于主链的刚性，在有机溶剂中几乎是不能溶解的。
超支化聚合物的分子尺寸小，有大量的短支链存在，以及分子链本身及分子之间无链的缠绕使得分子间相互作用力小，因而粘度较低。
超支化聚合物的玻璃化温度不等同于一般线形高聚物的玻璃化温度，因在其结构中含有大量的端基，使其链段的运动受支化点和端基的影响更为明显，在玻璃化转变机理上也有所不同。
超支化聚合物的热稳定性同其化学结构密切相关通常芳香族的比脂肪族的更为稳定，与类似的线形聚合物相比，超支化聚合物的结构更为之谜，热膨胀系数和压缩系数较小。
超支化聚合物的表面有大量的官能团存在，端基官能度非常大，一般为12、16、32，如果保留反应活性基团，则反应活性非常高。
超支化聚合物的端基被部分或全部全部活化后，可以通过进一步的反应得到类似热固性聚合物的交联网络，从而使之具有良好的力学性能。
超支化聚合物的研究及应用
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。
超支化聚氨酯的合成方法及其应用
２ ０ １ ３年 １ ０月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎ ｏ ． ２ ０ Ｏｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ． ２ ０ １ ３
Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
超 支 化 聚 氨 酯 的 合 成 方 法 及 其 应 用
毛植 森 ，邵晓琳 ，梁红军 ，费长 书 ，席 青
（ 浙江华峰氨纶股份有限公司，浙江 温州 ３ ２ ５ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：超支化聚氨酯由于具备特殊的结构而具有独特的化学与物理性质，吸引了越来越多研究者的关注 ， 本文将介绍常
见 的三种 合成方法 ：（ １ ）反应 官能团同单体法 ；（ ２ ）反应官能团异单体法 ；（ ３ ）异体超支化核合成法 。同时对超支化 聚氨 酯 的主 要应 用领域进行简要 的介绍 。
超支化聚合物是 由 Ｆ ｌ ｏ ｒ ｙ …在 １ ９ ５ ２年提 出 的一个 构想 ，其 设想 是具 有 Ａ Ｂ （ ＸＩ ＞２ ） 结 构的单体 （ Ａ和 Ｂ是可 以相互反 应 的 官能 团） 能够通过 自缩 聚得到超支 化结构 的大分子 ，在 １ ９ ８ ２年 由Ｋ ｒ ｉ ｃ ｈ ｅ ｌ ｄ ｏ ｒ ｆ 等 在实 验室 中制 备得 到 了超 支化 结构 的聚 酯 ， 将这 种设 想变成 了现实 ，在 ２ Ｏ世 纪 ９ ０年代 初 Ｋ ｉ ｍ 和 Ｗｅ ｂ ｓ ｔ ｅ ｒ
１ ． １ 反应 官 能 团同单 体 法
众所 周知 ，异氰酸酯基 团（ Ｎ Ｃ Ｏ） 具有很 强的亲核性 ，很容 易 与 含 活 泼 氢 的 基 团 发 生 反 应 ，因 此 同 时含 有 活 泼 氢 基 团 和 异 氰 酸酯基团的单体很容易发生 自聚合 ，难 以稳 定存在 ，为 了能
超支化聚合物的定义
超支化聚合物的定义
超支化聚合物（Hyperbranched Polymers）是指在多核聚合物的基础上，在分子链上构建出完全支化的单体，使聚合物具有树枝状结构，并具有极高的分子量的高分子结构体，它们具有独特的结构和物理性能，因而在研究导电聚合物、荧光聚合物、储能聚合物、高分子阻燃剂等方面具有重要的应用前景。
超支化聚合物有多种结构，其中包括单核聚合物和多核聚合物。
多核聚合物是指在分子链上构建出完全支化的单体，这样可以形成树枝状结构，从而使聚合物分子量极高。
超支化聚合物分子量通常在几十万到几百万之间，相比于其他高分子聚合物，具有很高的分子量，因此可以提高其性能。
此外，超支化聚合物还具有其他特性，如高溶度、高耐热性、高耐化学性、高抗氧化能力、高抗拉伸强度和低热容量等，这些特性使其有效地应用于导电聚合物、荧光聚合物、储能聚合物和高分子阻燃剂中。
总之，超支化聚合物是指在多核聚合物的基础上，在分子链上构建出完全支化的单体，使聚合物具有树枝状结构，并具有极高的分子量的高分子结构体，它们具有独特的结构和物理性能，因而在研究导电聚合物、荧光聚合物、储能聚合物、高分子阻燃剂等方面具有重要的应用前景。
超支化环氧树脂的合成与表征
材料研制与机理超支化环氧树脂的合成与表征张建科陈立新吕红映（西北工业大学理学院应用化学系陕西西安710072）摘要：本文以偏苯三甲酸酐和一缩二乙二醇为原料，分别用一步法和“准一步法”合成了超支化聚酯G2，并对用两种方法合成的超支化聚酯G2的性能进行了比较。
结果表明，用准一步法合成的超支化聚合物的结构比较理想。
以准一步法合成的二代聚酯G2为原料，采用两步法合成了超支化环氧树脂G2′，并研究了开环反应和闭环反应的影响因素，确定了最佳合成工艺为：催化剂用量0.5%，温度65℃，开环时间6小时，脱HCl 试剂为40%的NaOH水溶液，闭环时间1.5小时。
通过比较G2和G2′的红外谱图可知，超支化聚酯G2中引入了环氧基团。
关键词：超支化；环氧树脂；聚酯；合成0 前言超支化聚合物由于高度支化结构和大量的活性端基的存在以及分子之间较少的缠绕从而具有不易结晶、高溶解性、低粘度以及较高的化学反应活性等优点[1,2]。
超支化聚合物的合成按聚合过程来分可分为一步法和“准一步”法。
一步法[3]指一次性将所需的单体、催化剂投入反应釜合成所需聚合物。
这种方法简单，所得聚合物的分子量分布较宽，所》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《《完成产品的制作。
热压成型过程存在铜箔与半固化片、半固化片相互之间多个界面，层合材料的结构特点使其具有较弱的层间性能。
这将影响覆铜板的各项性能，特别是剥离强度、浸焊性、耐热冲击性能、热分层时间(T288,T300)、热膨胀系数、尺寸稳定性、平整度、层间剪切强度、层间拉伸强度等。
因此，该工艺过程一定要慎重处理。
真空热压成型技术，晶须取向穿刺等技术的使用，各工艺参数（压力、温度、时间）的合理设计，熔融时间、流动窗口的控制等都是为了增加或改善层间、界面间的润湿、扩散、渗透、交联反应、界面结构、界面结合状态及性能。
从而大大提高覆铜板的整体综合性能。
超支化聚合物的合成及应用
基金项目:武汉市科技攻关基金;作者简介:易昌凤(1964-),女,副教授,现主要从事乳液聚合、分散聚合、功能高分子等领域的研究工作。
3通讯联系人。
超支化聚合物的合成及应用易昌凤,陈爱芳,徐祖顺3(湖北大学化学与材料科学学院,湖北武汉 430062) 摘要:综述了超支化聚合物合成方法的最新研究进展,并对其应用进行了描述,旨在加深人们对该领域的了解,从而加速该领域的发展。
关键词:超支化聚合物;合成;应用超支化聚合物因其分子结构而得名,它是一种经一步法合成得到的高度支化的聚合物[1]。
早在1952年,Flory [2]就首先在理论上论述通过AB X 型单体分子间的缩聚制备超支化聚合物的可能性。
但是,对于这种非结晶、无链缠绕的超支化聚合物,当时并未引起足够的重视。
直到1987年,K im [3]申请了制备超支化聚合物的专利,并于1988年在洛杉机美国化学会上公布了这一成果[4]之后,人们才开始对它产生兴趣。
迄今为止,超支化聚合物的研究已经经历了十多年的历程,本文对超支化聚合物的合成及应用的研究进展做一论述。
1 超支化聚合物的合成目前,超支化聚合物的合成方法除了研究的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。
下面就文献中报道的一些超支化聚合物的合成方法进行介绍。
111 缩聚反应缩聚反应是合成超支化聚合物最常用的方法,也是最经典、研究得最成熟的方法,主要是采用AB X 型单体通过逐步增长的方式合成的。
一般采用最多的是AB 2型单体,有时为了控制支化度,得到结构更复杂的聚合物,可以采用AB 4、AB 6、AB 8型的单体。
目前已用此法合成出了各种类型的超支化聚合物,如聚酯类、聚醚类、聚酰胺类、聚醚2酮类、聚硅氧烷类、聚氨酯类、聚碳酸酯类等。
Y ang 等[5]以3,52二(42氨基苯氧基)苯甲酸为AB 2型单体,在235℃下进行缩聚合成了超支化芳香聚酰胺(见图1)。
产物的重均分子量M W 及分子量多分散指数分别为74600和216。
超支化高分子材料的制备与性能研究
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。
超支化聚合物破乳性能及机理的研究
(2) 动态光散射粒度仪法： 将一定浓度的破乳 剂水溶液添加到新鲜配制的乳状液中，经历不同沉 降时间后，用移液枪移取下层乳状液1 mL添加到 四面透光的比色皿中，在25 益下，采用动态光散 射粒度仪测定粒径分布及平均粒径值。 1.5界面张力的研究方法
Keywords: O/W emulsion; HPG-MA; h-PAMAM; demulsification mechanism
随着三次采油技术的大面积推广与应用，原油 采出液的组分愈发复杂、稳定性越来越高、油水分 离愈发困难咱1］。因此，开发具有新型结构的破乳剂 已经迫在眉睫3］。超支化聚合物是一种新型聚合 物， 具有独特的物理和化学性质， 如高流变性、 低
在25 益时采用界面张力仪器(DropMeter A100p)， 依据悬滴法测定超支化聚合物破乳剂溶液 的界面张力：①用超纯水彻底清洗自动进样的注射 泵及连接管线，将温度控制在(25 ±0.01)益；②用 待测溶液润洗注射泵及连接管路，将待测溶液吸 入进样器， 比色皿中放入柴油， 将其放在支架中； ③通过进样器将不同系列的破乳剂溶液慢慢加到柴 油中，通过电脑软件测定不同浓度不同系列的溶液
300132, China）
Abstract: In view of the uncertainty of bottle test method in evaluating demulsifier, which presents with poor accuracy and human error, HPG-MA demulsifiers with suitable values of degree of substitution and h-PAMAM demulsifiers with proper polyethylene polyamine, which synthesized in laboratory, were selected, mean while, its demulsification performance were determined by ultraviolet-visible spectrophotometry method. Combin ing with the change rule of interfacial tension, the demulsification performance of the said two kinds of demulsi fiers was studied in detail using dynamic light scattering-visible spectrophotometry method. The results showed that, the oil removal rates of the two kinds of hyperbranched polymer demulsifiers were both above 85%, and the demulsification mechanism of them were flocculation and replacement.
氧负离子聚合在超支化聚合物合成中的应用
量 分 布 可 控 的 线 型 甲 基 丙 烯 酸 酯 类 均 聚 物 、 段 嵌
合 物 ． 氧 负 离 子 引 发 合 成 超 支 化 聚 合 物 的机 理及 其应 用 进 行 了综 述 ． 对 关键词 氧 负 离子 聚合 ， 支 化 聚合 物 ，环 氧 ，甲基 丙 烯 酸 羟 酯 超
活性 聚 合可 以有 效地 控制 所得 聚合 物 的分子 量、 分子 量分 布 、 基 结构 、 端 侧基 结构 、 体 的排 列 单 顺 序及 某些 聚合 物 的 立 构 规整 性 等 ， 可通 过 分 还 子 设计合 成各 种各 样具 有特 定功 能 的共 聚物或 具 有 特殊几 何形 状 的聚 合 物 等． 因此 活性 聚合 已经
第 ３期 ２１ ０ ０年 ３月
高
分
子
学
报
ＮＯ． ３
ＡＣＴＡ Ｐ０Ｌ ＹＭ ＥＲＩ ＣＡ Ｉ ＣＡ Ｓ ＮＩ
Ｍａ． ｒ ．２０ｌ ０
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综述 ・
氧 负 离 子 聚 合 在 超 支 化 聚 合 物 合 成 中 的 应 用
杜 周永丰 娟 颜德岳
（Ｌ海 交 通 大 学 化 学化 工学 院 上海 ２０ ４ ） ０２ ０
般认 为 氧负离 子 只能 引发 位含 供 电性原
子 的 甲基丙 烯 酸 酯 类 单 体 的聚 合 ． ａａａｉ Ｎ ｇｓｋ 等 认 为是 由于酯基 的 位 上 的氮 、 等 具 有供 电性 氧
的杂原 子与 活性 中心 的 反离 子 Ｋ 发 生 配 位 络 合
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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。