| 中文名稱 | 超支化聚合物 |
| 英文名稱 | hyperbranched polymer |
| 定 義 | 由支化基元組成的高度支化但結構不規整的聚合物。 |
| 套用學科 | 材料科學技術（一級學科），高分子材料（二級學科），高分子科學（三級學科） |
基本介紹
- 中文名：超支化聚合物
- 外文名：Hyperbranched polymer
- 所屬學科：高分子材料與工程
- 套用領域：穩定劑、塗料、藥物載體、環境修復和石油開採等
簡介,超支化聚合物支化度,超支化聚合物的性質,聚合反應的分類,套用,金屬納米粒子穩定劑,塗料,藥物載體,
簡介
超支化聚合物支化度
支化度(DB)=(D+ T)/(D+ T+ L) (1)
在這裡,D代表樹狀單元數,T代表末端單元數,L代表線型單元數。
Frey基於反應過程,將式1修改成如式2所示:
DB=
=
(2)
這裡,N是分子數。因為式(2)中的N可被忽略,所以式(1)和(2)給出的DB幾乎相同。
Frey指出,AB2型單體聚合產物的DB值大約為0.5。文獻報導的大部分超支化聚合物,其DB值實際上接近0.5。超支化聚合物即使在DB=1的情況下,仍有許多異構體。
NMR是測定超支化聚合物DB值的有效手段。此外,HNMR,C,N, F和 Si NMR譜也都被用來確定各種超支化物的支化度。當聚合物由可降解的鏈如酯或碳酸鹽組成時,則其DB值可由降解後產物的定量分析數據計算得出。
超支化聚合物的性質
樹狀大分子溶液的粘度比傳統的線型聚合物小。樹狀大分子具球狀結構,較低的粘度意味著其分子間鏈纏結較少。儘管超支化聚合物的粘度也是隨分子量的增加而增大,但是，其斜率較之線型聚合物要小得多。通常,對於鏈與鏈之間高度纏結的線型聚合物而言,Mark-Houwink-Sakurada公式(Z=KM)中的T介於0.5～1.0之間。而許多超支化聚合物的T值則小於0.5,暗示著在溶液中其分子具有球狀結構。在GPC測定中,超支化聚合物的保留體積要比相同分子量的線型聚苯乙烯大,意味著在溶液中的超支化聚合物要比線型分子緊密。
文獻報導的大多數超支化聚合物都是無定形的。例如,超支化聚(醚-酮)和聚(苯碸)是無定形的。一些包含介晶基團的聚合物呈現出液晶相。
由ABx型單體製備的超支化聚合物包含很多未反應的B官能團,它的數目理論上等於重複單元數。因此,末端官能團B的性質顯著地影響著超支化聚合物的性質。可以通過B官能團的改變控制超支化聚合物的性質,如玻璃化轉變溫度和它在各種溶液中的溶解度。樹狀結構的引入顯著地提高了有機物的溶解性。據Kim報導,超支化聚苯和芳香聚醯胺能溶解在有機溶劑中,而與之相似的線型分子則由於它們主鏈的剛性而幾乎不溶。超支化聚合物由於可以一步聚合,適合於大量生產,因此有望在工業上得到套用。例如,把染料分子包裹到超支化聚合物中以及把線型聚合物和超支化聚酯混合的研究已有報導;按人們的意圖設計的超支化聚合物已經被作為新的功能材料,例如交聯劑、非線性光學材料和高自旋的有機大分子。超支化聚合物常表現出類似於樹枝狀分子的性質,如低粘度、較好的溶解性、熱穩定性和化學反應性,因此超支化聚合物在特定的條件下有可能取代樹枝狀分子。
