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【新材料热点抢先看】超支化聚酯的那些应用您知道吗?

绿色中国新能源网 时间:2019年09月20日 07:09

  超支化聚合物是具有不规则三维网状结构的高度支化的大分子,其合成过程相对简单,支化度介于0~1,相对分子质量分布较宽。超支化聚合物的概念诞生于1988年,此后逐渐成为高分子学科的研究热点。超支化聚酯(HBP)是超支化聚合物家族中最主要的成员之一,具有低黏度、不易结晶、高溶解性和官能度高等特点,并且制备简单,成本低廉,原材料来源广,容易实现工业化生产,在高分子材料、涂料工业和生物医药等领域应用前景广阔。本文就HBP的应用进行了综述。

  HBP具有独特的三维球状结构,同时其本身大量的官能团能与基体产生特殊作用,因此可用作聚合物的流变改性剂、增韧剂和结晶促进剂等,在多种聚合物中都有广阔的应用前景。有研究人员将端羟基 HBP、聚酸酐和聚乳酸( PLA)熔融共混,在此过程中HBP与聚酸酐原位交联,在PLA基体中形成了具有“海-岛结构”的分散相,使PLA的韧性和断裂伸长率分别增加了约570%和约847%。另有研究人员将HBP和纳米二氧化硅(SiO2)加入到PLA中,通过双螺杆熔融共混制备了PLA/HBP/SiO2纳米复合材料,研究表明纳米SiO2优先分布于极性的 HBP中形成分散相,HBP和SiO2的加入可显著提高PLA的拉伸黏度, 改善了PLA薄膜的韧性。另有研究人员以TMP作为中心核,DMPA为合成单体合成了第三代端羟基 HBP,并采用苯甲酸对其进行封端改性。将改性后的第三代端羟基HBP作为共混组分加入到PET,对PET的流变性、吸湿性和染色性均有所提高。研究发现改性后的HBP比改性前对PET具有更好的流变改性功能。

  HBP在涂料领域有广阔的应用前景。HBP的结构介于线型和球形之间,黏度很低,与线型聚酯共混时可以使共混物的流动性、黏度、热稳定性和力学性能产生较大的变化;丰富的端基使其具有高的反应活性及很强的可改性能力,可以进行不同的改性,得到多种用途的涂料产品。有研究人员采用硬脂酸对HBP(BoltornTMH20型)进行端基改性,改性的HBP的玻璃化转变温度升高至70℃,将其加入粉末涂料后比未加入改性HBP的粉末涂料体系熔体黏度降低了20%~50%,表面接触角从100°降至80°,橘皮、针孔和缩孔等表面缺陷减少,同时不影响粉末涂料的附着力、铅笔硬度、耐冲击性、柔韧性及光泽度等性能。另有研究人员以TMP为核,DMPA为AB2型单体合成HBP,并采用月桂酸和苯甲酸为改性剂,以甲苯二异氰酸酯三聚体为固化剂,对改性HBP的交联涂膜性能进行了研究。研究发现单独用月桂酸改性制成的HBP涂膜硬度和附着力差,采用苯甲酸改性得到的HBP涂膜在常温下呈固态,而以月桂酸和苯甲酸混合改性条件下则可以得到光泽度、附着力和柔韧性优异的涂膜。

  HBP在医药领域中用于药物可控缓释系统越来越受到人们的重视。有研究人员以TMP为核,DMPA为单体合成了HBP,并用聚ε-己内酯接枝,产物可用作阿司匹林药物的缓释系统。研究发现 pH为7.4的合成体液中,该系统的药物缓释时间可达110h。另有研究人员以TMP为核,DMPA为单体,合成了第四代HBP,并用丙烯酰氯对其进行丙烯酸酯化改性,再引入光引发剂2-羟基-1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮,使改性HBP交联形 成水凝胶。研究表明该水凝胶可封装疏水药物地塞米松,药物持续缓慢释放的时间可达8d以上,并且可通过改变HBP的含量改变水凝胶的药物缓释性能。另有研究人员采用3,5-二羟基苯甲酸进行酯交换反应后再进行自缩聚反应合成HBP,将其通过溶剂蒸发法与盐酸环丙沙星组成HBP-药物结合物。在35℃,pH=7.4的条件下,24h后,HBP-药物结合物仅释放10.4%的盐酸环丙沙星,可用作有效的药物缓释系统。

  纳米材料具有量子效应、表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得它具有独特的力学、光学以及电性能。研发人员采用含—OH和—COOH末端基的HBP为稳定剂,辅以含磷表面活性剂脂肪醇乙烯基醚磷酸盐(MOA-3PK),制备了HBP包覆的高度分散的纳米银粒子,平均粒径为(7.7±0.5) nm,粒径分布在3~19nm范围内,研究表明HBP与MOA-3PK的组合对光还原反应过程中纳米银粒子的生长起非常重要的稳定作用。另有研究人员先制备了连接酰氯基团的碳纳米管,再用 HBP(BoltornTM型)对其进行表面修饰,修饰后的碳纳米管在有机溶剂中的溶解性能明显提高。

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  简介描述:超支化聚合物是具有不规则三维网状结构的高度支化的大分子,其合成过程相对简单,支化度介于0~1,相对分子质量分布较宽。超支化聚合物的概念诞生于1988年,此后逐渐成为高分...
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