瓶聚合

瓶聚合即塑膠瓶用的聚合物。

超支化聚合物具有不規則三維球狀結構，且一些官能團分布多呈不均一分散，有很多線性結構單元等特點，使得超支化聚合物的分子量分布較寬。

超支化聚合物的加入，更大程度體現在對通用塑膠與工程塑膠的加工方式和套用性能等方面。提高了塑膠的柔韌性，使其在加工過程中具有一定的流動性，解決了塑膠硬化難以加工等問題；提高了塑膠的結晶度，使塑膠製品的力學性能提高；有效增容共混物，增強了複合材料的界面相容性和力學性能。

基本介紹

• 中文名：瓶聚合
• 實質：塑膠瓶用共聚物
• 常見：超支化聚合物
• 優點：改善柔韌性等
• 領域：塑膠材料

超支化聚合物的合成及特性

近十年來，超支化聚合物已經成為合成化學中的一個新熱點。目前，比較成熟的合成方法是單體縮聚法，比如超支化的聚醯胺、聚碳酸酯等均採用這種合成方法。另外，還發展了自縮合乙烯基聚合法，能夠很好地避免交聯反應和凝膠的發生，比如超支化型聚苯乙烯類、聚胺類、聚酯、聚醚等有通過該方法製備的報導。除此之外，還有常見的開環聚合法，其操作簡單，副產物低，是製備超支化聚胺、聚酯、聚醚主要的合成方法。

超支化聚合物具有不規則三維球狀結構，且一些官能團分布多呈不均一分散，有很多線性結構單元等特點，使得超支化聚合物的分子量分布較寬，支化度在之間。結構方面雖然不如樹枝狀聚合物完美，但繼承和發展了樹枝狀聚合物的一些特性，如溶解性好，溶液和熔融黏度低，且具有大量末端官能團和分子內空隙結構等。另外，超支化聚合物還具有合成過程簡單，可以實現一步法，自身產率高，價格低，易工業化生產等優勢，超支化聚合物的這些特點無疑為更好地實現工業化、大批量生產創造了條件。

超支化聚合物對塑膠的增塑作用

隨著汽車、電子和建築等行業的迅速發展，我國塑膠行業已進入快速發展期，因此在“十三五”期間，探索研究出改性材質的塑膠，滿足市場對中高檔產品的需求，打破依靠進口的技術壟斷，成為今後研究的主要方向。塑膠主要分為通用塑膠和工程塑膠。通用塑膠主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和氨基塑膠等，其產量占整個塑膠產量的以上，它們都是熱塑性塑膠。工程塑膠主要包括聚醯胺、聚碳酸酯、熱塑性聚酯、聚甲醛、聚醯亞胺等。

研發和加工高性能塑膠產品是現今社會對塑膠領域提出的重大課題和挑戰。高性能塑膠加工過程中往往會遇到加工流動性差、聚合物難以共混等困難，以下我們分別從通用塑膠和工程塑膠的角度闡述超支化聚合物在塑膠中作為增塑助劑的套用研究進展。

1、增塑超高分子量聚乙烯

超高分子量聚乙烯的分子量通常大於5萬，因其具有優異的耐磨損性、抗沖性、耐低溫、低摩擦係數、吸水率低、耐化學腐蝕、電絕緣等特性引起了人們的廣泛關注。由於具有很長的分子鏈，熔體黏度很高，給成型加工帶來很大困難。為了改善的加工流變性，王亓超等將超支化聚酯醯胺和線型低密度聚乙烯與共混，研究了不同配比共混體系的流變行為。在加工高聚物熔體、高聚物流體等假塑性流體的過程中，該共混體系的表觀黏度隨著剪下速率的增加而降低，且用量的增加使得體系的表觀黏度降低，而用量的增加有利於體系表觀黏度提高。齊東超等採用超支化聚合物來改善的加工流動性，當用量為時，對分子量為2萬的進行熔融，通過形態觀察，發現分子極易在混合熔體表面富集，說明通過降低混合熔體的表觀黏度可改善的加工流動性。

2、增塑聚氯乙烯

聚氯乙烯是五大通用塑膠之一，具有優良的綜合性能，廣泛套用於建築、包裝、絕緣、防腐等領域。但由於對光、熱的穩定性較差，易發黃變脆，還有加工性能和綜合使用性能較差等不足，因此需對其進行改性，有專家和學者通過加入超支化聚合物對進行改性，取得了良好的效果。

超支化聚合物的加入，能夠在一定程度上改善熔體的表觀黏度，可在較低溫度下對進行加工，避免了的熱降解。刁建志等研究了不飽和超支化聚醯胺酯流變行為和玻璃化轉變溫度的變化。結果表明，在一定用量範圍內，熔體的表觀黏度高於純的熔體表觀黏度，特別是當用量為7份時，共混物熔體的表觀黏度達到最大值。

趙輝等研究了超支化聚胺酯的分子量和用量對共混體系衝擊性能和流變性能的影響。

超支化聚合物對塑膠的結晶作用

化學結構、鏈柔性、分子間作用力均影響聚合物的結晶行為。

聚合物結構越規整，鏈柔性越好，空間位阻越小越容易結晶。很多工程塑膠由於其較為複雜的結構，影響了聚合物的結晶行為，導致產品結構和性能不理想。聚對苯二甲酸乙二醇酯是熱塑性聚酯中最主要的品種，俗稱滌綸樹脂。屬結晶型飽和聚酯，主鏈上存在剛性苯環結構，這些結構導致其不易結晶，注塑成型的溫度較高、成型周期長、尺寸收縮率大，從而限制了其在工程塑膠領域中的套用。因此，不少專家和學者在對的結晶改性方面進行了大量研究，提高的結晶速率是研究領域的重要課題之一。劉晶如等研究了不同端基的超支化聚酯對結晶行為的影響，發現的加入並沒有改變的結晶成核機理和生長方式。端羥基超支化聚酯的加入使得的結晶速率變慢，對晶體生長起到了抑制作用；而端十六烷基超支化聚酯在中起到了很好的結晶促進劑作用，能夠促進結晶。端苯基超支化聚酯的加入既保證了具有成核劑的作用，同時還可以發揮端苯基的結晶促進劑作用，因而更有利於結晶，並且發現的第三代超支化聚酯對的結晶促進能力最強。此外，寧萌、李林等研究了超支化聚合物對聚甲醛結晶行為的影響。

超支化聚合物具有大量官能團化的支化鏈段，流動性好，可以對聚合物進行增塑改性，加快結晶速率，提高其結晶度，增強其力學性能等；同時可以通過調控支化鏈末端基團，達到對聚合物結晶的可調控性，這對塑膠加工的多樣性提供了發展方向。

超支化聚合物對塑膠共混的增容作用

由於聚合物之間存在極性差異，使得其共混物的力學性能降低，實用價值也大打折扣。因此提高共混物的相容性是使其具有優良特性的重要保障。常見的提高共混體系相容性的方法是在共混體系中添加增容劑，增容劑的加入可以有效降低共混體系的界面張力，在兩相界面之間發揮作用，使得共混物更好地分散在兩相中。

超支化聚合物改性線型聚合物也成為塑膠增容改性研究領域的熱點之一。楊樹等研究了兩親性超支化聚胺酯對共混體系的增容作用，結果表明，加入2份時，共混體系的相容性可大幅提高，且其拉伸強度和斷裂伸長率均提高了。共混體系的絕對複數黏度隨著用量的增加而降低；掃描電子顯微鏡分析表明，的加入可使和的界面產生相互黏結作用，共混體系中分散相的尺寸大大降低，有利於共混物的成型加工。

傅武興等採用原位懸浮聚合法製備了聚苯乙烯超支化聚醯胺酯複合粒子，並用雙螺桿共混擠出三元共混物。結果表明，為熱力學不相容體系，少量的加入可改變的球晶結構，使球晶小而密，同時均勻分散；引入使得的晶體結構更加完善，結晶溫度和結晶度提高；引入複合粒子對纖維的可紡性影響不大，但可在很大程度上改善的力學性能，同時，染色性能也明顯提高。刁建志等研究了超支化聚醯胺酯對共混體系的增容作用。結果表明，的加入可有效改善共混體系的相容性。當用量為2份時，共混物的拉伸強度提高，衝擊強度降低。掃描電子顯微鏡測試結果表明，可明顯改變共混物的形態結構，增強了的界面黏結作用，減小了共混體系的相分離程度。

在提高塑膠製品加工性能的同時，有效提高了製品的力學強度，提升了產品的質量，這些特點使得超支化聚合物在塑膠科技發展中，能夠發揮越來越重要的作用。今後在超支化聚合物領域，應該不斷著眼於合成方法的研究，將產業化和簡單廉價的工藝手段放在重點研究之列；還應注重多領域的交流合作，不斷開發超支化聚合物在各個領域潛在的套用價值，如生物醫學、納米新材料、基因工程、光學等，從而賦予超支化聚合物新的使命。