针对超支化聚酯合成、运用研究进展的分析

针对超支化聚酯合成、运用研究进展的分析

陈林江

浙江佳人新材料有限公司浙江绍兴312000

摘要：超支化聚酯具有“开环聚合法”、“一步法”等多种合成方法，加之超支化聚酯具有良好的特性，所以在诸多领域均有广泛应用。因此，本文将对其合成方法及运用研究进展进行分析。

关键字：超支化聚酯；合成；运用

前言：分子结构高度支化、溶解性好、化学反应活泼、黏度小等是超支化聚酯的主要特点，由于其还具有制备便捷、制作成本较低等优点，所以具有极高的使用、研究价值。

一、阐述超支化聚酯的合成

在制备、合成超支化聚酯的过程中，通常采用开环聚合法、一步法、准一步法完成。所谓一步法，即“基于理论化学反应，将核与单体比值计算而出，接着在反应开始前在反应器中投入单体、核投料、催化剂同时反应，其具有一步完成合成的优点，且无需分离提纯，流程简便、容易控制，但是分子量分布过宽且无法有效控制。”

所谓准一步法，即“首先在反应容器中投入一部分反应单体、核投料，促使其发生反应；接着将剩余单体、催化剂加入容器中进行反应；此时，在后面倒入的单体能够和主干上官能团有效反应，减少了单体间聚合、分子内成环等反应现象，不过此法获得的聚合物分子量分布狭窄。”

而开环聚合反应和一步法等反应机理基本相似，属于全新的制备方法，但具有反应时不生成小分子物质、生成的超支化聚酯分子量较高等优点。

二、超支化聚酯运用研究进展

2.1运用在涂料中

由于超支化聚酯具有特殊的分子结构、末端功能团密度较高、黏度较低，所以适合成为粉末涂料分散剂。如可利用多元醇、多元羧酸完成端羟基超支化聚酯的制备，接着在端基改性方面可借助脂肪酸类单体完成，之后便可在涂料制备中充做颜料分散剂使用。分散机理即“利用空间位阻效应、静电斥力分散颜料，通过对颜料粒子的有效吸附，减小颜料粒径，让色浆分散后持续保持稳定状态。此类超支化聚酯加工、制作工艺难度小、适用范围大、发展前景广阔。”另外，要想将冲击强度低、表面发黏等缺点在不饱和聚酯涂料中彻底消除，可运用三羟甲基丙烷二烯丙基醚与异佛尔酮二异氰酸酯对端羟基超支化聚酯改性，生成物再对线性不饱和聚酯改性。最终产物便可提高涂膜干燥速率、耐冲击性、力学强度和柔韧性，从而获得了性能优良的不饱和超支化聚酯。[1]

2.2运用在生物医药行业

多空穴结构、化学性能活泼的官能团同样是超支化聚酯所具备的，其在医药领域应用价值加高。如设计端羟基超支化聚酯和丙烯酰氯反应实验，利用对反应物比例的调整，获得了具有双键的超支化聚酯聚氨酯医用胶黏剂，其含有的异氰酸酯基能够和人类体内的活性氰化物发生交联反应，形成共价键粘附，从而闭合创面口；同时，人体使用该物质不存在毒副作用，生物相容性较好，值得广泛推广使用。

2.3运用于膜科学中

利用TMP为核，选择二羟甲基丙酸充当单体，可以完成1-5代超支化聚酯的具备，在混合HBP与乙基纤维素可完成EC-HBP均质膜的制备；选择苯/环体系环境研究均质膜得出如下结论“1、2代HBP引发了膜选择性降低现象；但3~5代HBP的膜通量明显提高，且苯含量＜10%时，膜吸附选择性受加入的HBP影响较小，不过有助于膜平衡吸附量的提升。”另外，通过使用戊二醛（GA）和超支化聚酯末端羟基反应，制备以聚砜超滤膜为支撑层，交联的超支化聚酯为活性分离层的复合纳滤膜，HBP和GA浓度分别为9.8g/L、7.4g/L时性能最优，纳滤膜呈荷负电性。[2]

2.4运用于纳米材料中

量子效应、宏观量子隧道效应等使纳米材料具备了良好的电学、力学、光学等性能。如将多壁碳纳米管通过混酸氧化法进行羧酸化处理后，在羧酸化纳米管表面接枝超支化聚酯，便可完成超支化聚酯接枝碳纳米管的制备。改性结束的碳纳米管具有较强的亲水性、但热稳定性有所降低；不过静置60天以上后，在水中依旧可以均匀分布，所以适用于诸多领域。

再比如，将纳米氧化钇通过先端羟基超支化聚酯进行改性，纳米氧化钇改性后可在环氧树脂改性中发挥作用。研究发现，EP固化时间在Y2O3－g－HBPE作用下缩短，固化速率明显加快。另外，国内学者为了对纳米SiO2团聚进行抑制，使用了长链自由基，使用结果显示环氧基团和无机离子结合的强度明显提高，促使复合材料介电性能得到了改善。

2.5运用于聚合物共混中

聚合物共混改性期间可发挥超支化聚酯特殊性能，充当染色助剂、流变改性剂等发挥作用。如采用三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸制备超支化聚酯后，其可在PET纤维改性中充当添加剂；这是因为PET和制备成功的超支化聚酯化学成分近似，相容性较高，且具备羟基封端，所以吸水性、结合染料性较好。同时，超支化聚酯具备的三维立体结构使熔体分子空间变大，导致熔体分子向上流动的取向度加大，促使PET流变性能得以提高。另外，有学者通过设计顺丁烯二酸酐和二代超支化聚酯的化学反应完成了端丙烯酸基超支化聚酯的制备，然后在苯丙乳液合成中引入了改性后的超支化聚酯使用。当端丙烯酸基超支化聚酯与苯丙聚合物接枝后，会造成部分分子内部链段出现交联现象，此时羧基在乳胶粒表面数量就会变多，这样便会促使乳胶膜硬度、耐水性出现一定的改善。[3]

结语：总之，超支化聚酯性能突出、制备方便、适用于诸多领域，在未来更应创新合成方法、压缩生产成本、积极研究超支化聚酯改性方法等，才有助于提高其应用价值。

参考文献：

[1]超支化聚酯的研究进展[J].邬一凡.化工新型材料.2018(05)：20-23

[2]超支化聚酯酰胺的合成及在聚碳酸酯加工中的应用[J].汪羽翎,李武松,刘聪聪,黄卫,颜德岳,康宏强.高分子学报.2017(08)：1304-1311

[3]超支化聚酯的合成及应用[J].杨俊玲,于振东,周春于,徐明明.化工新型材料.2018(11)：238-241