功能型超支化聚合物的合成及應(yīng)用.pdf

1、超支化聚合物結(jié)構(gòu)同樹(shù)形大分子類(lèi)似，其支化度比樹(shù)形大分子要小，但比一般支化聚合物要大得多。由于其高度支化的結(jié)構(gòu)，超支化聚合物表現(xiàn)出許多線型聚合物所不具有的特殊性能，如分子鏈纏結(jié)少、結(jié)晶困難、溶解性好、粘度低，而且具有大量可供改性的活性端基，此外超支化聚合物內(nèi)部還具有獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)，這些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，使它們?cè)诰酆衔锕簿?、共混、增韌、高固含量涂料、高分子液晶、光電材料、醫(yī)用材料等領(lǐng)域有著誘人的應(yīng)用前景;另一方面，與樹(shù)枝形大分子相比，超支化

2、聚合物合成工藝簡(jiǎn)單，一般采用“一步法”或者“準(zhǔn)一步法”即可合成，成本較低，具有工業(yè)化生產(chǎn)的市場(chǎng)前景。本文在查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，主要做了以下探索性的工作:
　　 1.端環(huán)氧基超支化聚合物的合成、表征及其在水性環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用以甲基丙烯酸甲酯和二乙醇胺反應(yīng)合成出AB2型單體，再通過(guò)引入中心核分子三羥甲基丙烷，利用“一步法”合成了一種端羥基超支化聚酯;再將其與環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)，最后在堿性條件下閉環(huán)，得到一種端環(huán)氧基超支化

3、聚酯。通過(guò)紅外譜圖、核磁氫譜、凝膠色譜、熱重分析等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能分別進(jìn)行了表征和研究，并對(duì)其特性粘度進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明成功合成出了一種具有低粘度、性能穩(wěn)定的端環(huán)氧基超支化聚合物。然后，將其作為改性添加劑以不同質(zhì)量比例加入到水性環(huán)氧樹(shù)脂的制備中去，對(duì)所制得的水性環(huán)氧樹(shù)脂分散液的粘度、表面張力等物理性能進(jìn)行了測(cè)定，并測(cè)得了其固化后膜表面的接觸角，結(jié)果表明所合成的水性環(huán)氧樹(shù)脂具有較好的穩(wěn)定性，較小的表面張力;交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入，提高了此類(lèi)水

4、性環(huán)氧樹(shù)脂作為涂料和膠黏劑材料時(shí)對(duì)基材的浸潤(rùn)性能，且固化產(chǎn)物具有較好的耐水性能。
　　 2.超支化熒光聚合物的合成、表征、熒光性能研究及其在水性環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用以甲基丙烯酸甲酯和二乙醇胺反應(yīng)合成出的AB2型單體，然后引入中心核三羥甲基丙烷，合成出了一種端羥基超支化聚酯G1;再由酸性高錳酸鉀溶液氧化2，2’-(4，4’-二苯乙烯基-)雙苯并惡唑，得到含活性基團(tuán)羧基的熒光單體2-(4-羧基苯基-)苯并惡嘩;最后通過(guò)酯化反應(yīng)得到了一種

5、含熒光基團(tuán)端基的超支化聚酯。通過(guò)紅外光譜、核磁共振、熒光等分析手段對(duì)所得的超支化熒光聚合物的結(jié)構(gòu)和性能分別進(jìn)行了表征和研究，并測(cè)得了其在不同溫度下的特性粘度。結(jié)果表明，所合成的超支化熒光聚合物，具有低粘度特性、熒光性能良好，其熒光發(fā)射波長(zhǎng)隨溶劑極性的增大而出現(xiàn)紅移，強(qiáng)度也有所增強(qiáng)。然后，將其作為改性添加劑以不同質(zhì)量比例加入到水性環(huán)氧樹(shù)脂的制備中去，對(duì)所制得的水性環(huán)氧樹(shù)脂的粒徑、粘度、表面張力等物理性能以及其熒光性能分別進(jìn)行了表征，結(jié)果表

6、明，超支化熒光聚合物的加入，賦予了水性環(huán)氧樹(shù)脂較強(qiáng)的熒光性，且分散液的性能穩(wěn)定，粘度和表面張力均較小。
　　 3.超支化偶氮聚合物的合成、表征、H-聚集及光致變色行為研究以對(duì)硝基苯甲酸為原料，通過(guò)硝基還原和羧基?；?，合成了一種A2型單體，再以丙三醇為B3單體，通過(guò)“A2+B3”方法合成了一種分子內(nèi)含偶氮基團(tuán)的超支化聚合物。利用紅外光譜、紫外-可見(jiàn)光譜、核磁共振等分析手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，用凝膠色譜分析、熱重分析分別對(duì)其分子量、

7、熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試，并測(cè)得了其在各種有機(jī)溶劑中的溶解性，對(duì)其在不同pH值水溶液中以及不同極性DMF/H2O的混合溶液中的H-聚集行為和光致變色行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，所臺(tái)成的超支化偶氮聚合物具有良好的熱穩(wěn)定性能;隨著pH值的下降，其在不同pH值水溶液中的最大吸收峰位置發(fā)生藍(lán)移，最大吸收強(qiáng)度下降;隨著DMF/H2O混合溶液中水含量的增加，最大吸收峰的位置先紅移后藍(lán)移，強(qiáng)度也有所下降。
　　 4.超支化偶氮聚合物的熱光性能研究及熱

8、光光開(kāi)關(guān)的模擬采用衰減全反射技術(shù)測(cè)定了所合成的超支化偶氮聚合物材料在532nm、650nm、850nm三種波長(zhǎng)處及不同溫度下的折射率，得到其熱光系數(shù);采用CCD數(shù)字成像器件，通過(guò)數(shù)字成像對(duì)光波導(dǎo)內(nèi)部的傳輸光強(qiáng)進(jìn)行了測(cè)量，計(jì)算了其作為光波導(dǎo)材料的傳輸損耗值。最后，成功地模擬了Y型和Mach-Zehnder型熱光光開(kāi)關(guān)，其加熱電極功耗分別為0.32mW和0.625mW，開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間分別為19ms和4ms;通過(guò)在分支之間刻蝕出空氣溝道，相比于