超支化聚合物的机理和应用分析

漏佳伟 徐佳炀 何志清

摘要：超支化聚合物不仅有着独特的结构、优异的性能，而且也有着简单易行的制备工艺，所以超支化聚合物在当今的各个领域之中都得到了广泛的应用。本文就是对超支化聚合物的机理以及应用进行分析，希望可以对超支化聚合物在当今时代各个领域之中的良好应用与发展有所帮助。

关键词：超支化聚合物;机理;应用

前言：近年来，相关专家学者们对超支化聚合物予以越来越多的关注，这也使得超支化聚合物开始逐渐走进人们的认知。超支化聚合物自身的优势使其在各个行业领域之中的应用前景十分广泛，比如可以作为黏度的调节剂、药物的载体或者是固化剂等。因此，超支化聚合物在当今的化妆品领域、医学领域、农业领域等各个方向都有着极大的应用前景与应用价值。

一、超支化聚合物的机理

（一）缩聚反应

缩聚反应是超支化聚合物合成过程中最为常用的一种方法，当今的很多超支化聚合物都是应用缩聚反应而合成的，像聚酯类、聚酰胺类、聚醛类等的超支化聚合物等都是通过缩聚反应得到的。

比如：在超支化聚乳酸的合成过程中，就可以应用D、L-乳酸、丙三醇以及葡萄糖酸作为原料，通过熔融缩聚反应的方法来进行制备，得到的超支化聚乳酸有着较小的平均分子质量，良好的热稳定性，其分解的温度在230摄氏度以上，Te是比较低的，并且可以随着分子量的则更加而提升。缩聚反应这种方法虽然十分简单，但是其产物有着较宽的分子量分布，这就缩小了聚合物的应用范围。

（二）自由基聚合反应

自由基聚合反應在单体之中的应用范围十分广泛，并且有着比较低的综合要求，同时这种制备的工艺也是十分简单的，经济方面的消耗也并不高，所以自由基聚合反应的合成方法在工业化的生产之中十分适用。就当今的自由基聚合反应来看，已经得到成熟发展的有自缩合乙烯基聚合反应以及原子转移的聚合反应等。

自由基聚合反应之中的单体不仅是引发剂，同时也是支化点，在外部的作用之下，乙烯基单体之中的B基团会发生活化，进而就会有多个活性的自由基产生，新的反应中心也就会由此形成，这样就可以引发单体的聚合增长，使其成为类似于AB2类型的单体二聚体，而这种二聚体又可以进一步引发出聚合反应，超支化的聚合物也就得以生成[1]。在进行聚合的过程之中，增长链与单体之间的活性始终保持一致，不会发生链转移以及链终止的情况，所以其活性键的浓度也会始终不变。因此，聚合的速度、分子的结构以及分子量将会由活性的自由基聚合进行精准地控制。自由基聚合反应之中的聚合度以及支化度是很难控制的，但是基团的转移反应却可以让这一问题得到有效的解决，通过基团转移的方法，可以对链的增长进行控制，这样也就可以实现支化度的有效提升，让凝胶得以减少。

原子转移聚合反应就是在过渡金属的催化作用之下，卤原子得以反应，新的 聚合方法也会在此基础上形成，原子转移聚合反应所得的产物也有着极窄的分子量分布，可以对聚合物分子量及其分布起到很好的控制作用。原子转移聚合的方法有着很多的优点，比如反应的类型是可以控制的，单体有着十分广泛的适用范围等。但是原子转移聚合反应也有着一定的缺点存在，比如反应之中所用到的乳化物是有毒的，并且不容易进行制取和保存。反应过程之中所用到的金属催化剂对于氧气和湿气都十分敏感。为了让这些缺点得到有效的克服，在应用原子转移聚合法的时候，可以应用到逆向的原子转移聚合方法，同时，常规的自由基引发剂以及高氧化状态下的金属化合物也都能够引发原子转移聚合反应。

二、超支化聚合物的应用

（一）在聚合物改性之中的应用

对于现在已有的聚合物而言，共混改性已经成为其重要的发展途径，因为超支化聚合物的行鞥你十分优异，所以可以将其作为添加剂应用在聚合物的共混聚改性之中，比如，可以作为增韧剂、分散剂、固化剂以及增溶剂等。

比如：在AB2型单体与活性羟基进行缩聚反应的过程之中，可以将超支化聚合物接在羟基化合物的炭黑表面，这样就可以让改性之后的炭黑粒子稳定性以及分散性得到进一步的提升，同时减小粒子的直径，使得PVC得到有效的增强，并达到良好的增韧效果[2]。另外，改性之后的炭黑籽粒之间的聚合作用也会比直接引进线性聚合物所产生的聚合作用小很多。

（二）在药物缓释剂之中的应用

因为超支化聚合物有着多穴的结构，所以可以将药物在生物体之中的释放了以及浓度加以良好改善，所以超支化聚合物可以作为药物的缓释剂来进行应用，进而起到载体的作用。应用低温毒性、生物相容的原料进行超支化药物载体的制作，可以对药物的释放起到有效的缓解作用，同时也可以有效避免生物体的排异现象。因此，超支化聚合物载体有着越大的分子量，就能够让药力的释放越均匀、越缓慢。

比如：将抗肿瘤的药物在超支化聚纳米粒子的内部进行封装，就可以对叶酸释放的速度起到延缓作用，并使其释放的时间进一步延长。

（三）在涂料之中的应用

随着当今人们环保意识的不断增强，超支化聚合物在环境友好型涂料制造之中也得到了越来越广泛的应用，并且受到人们的广泛关注。在光固化的涂料之中、高固体含量的涂料之中、水分散的涂料之中以及低温固化粉末型等的涂料之中都实现了自身优势的有效发挥。

比如：应用环状的羧酸酐和二羟烷基胺作为原料制成的端羟基超支化聚酯酰胺，就可以在粉末涂料之中作为一种理想的固化剂来进行应用，进而使得漆膜表面的特性十分良好。

（四）在纳米材料之中的应用

超支化聚合物凭借其优异的性质，在当今的纳米材料之中也得到了越来越广泛的应用。随着当今纳米材料的研究日益发展，超支化聚合物在纳米材料之中所发挥的作用也越来越显著。

比如：在Ag纳米粒子的制备之中，应用超支化聚氨酯作为模板和稳定剂，不仅能起到良好的稳定作用，同时也可以实现纳米反应器达到更好的分散效果，同时也可以有效避免氧化的发生。

结束语：

综上所述，因为超支化的聚合物支化分子的结构十分特殊，并且有着较低的黏度和良好的溶解性，所以在当今的各个领域之中都得到了十分广泛的应用，并且在各个领域的发展之中起到了良好的促进作用。相信随着现代科学技术的不断发展，超支化聚合物的应用范围与发展前景将会更加广阔。

参考文献：

[1]顾加兴，杨虎，秦阳，等.超支化聚合物PAMAM表面改性PAN超滤膜[J].功能高分子学报，2019（2）：219-224.

[2]李武松，刘聪聪，毕研刚，等.超支化聚合物在环氧改性中的应用[J].高分子材料科学与工程，2019（4）：174-181.