超支化聚合物的機理和應用分析

漏佳偉 徐佳煬 何志清

摘要：超支化聚合物不僅有著獨特的結構、優異的性能，而且也有著簡單易行的制備工藝，所以超支化聚合物在當今的各個領域之中都得到了廣泛的應用。本文就是對超支化聚合物的機理以及應用進行分析，希望可以對超支化聚合物在當今時代各個領域之中的良好應用與發展有所幫助。

關鍵詞：超支化聚合物;機理;應用

前言：近年來，相關專家學者們對超支化聚合物予以越來越多的關注，這也使得超支化聚合物開始逐漸走進人們的認知。超支化聚合物自身的優勢使其在各個行業領域之中的應用前景十分廣泛，比如可以作為黏度的調節劑、藥物的載體或者是固化劑等。因此，超支化聚合物在當今的化妝品領域、醫學領域、農業領域等各個方向都有著極大的應用前景與應用價值。

一、超支化聚合物的機理

（一）縮聚反應

縮聚反應是超支化聚合物合成過程中最為常用的一種方法，當今的很多超支化聚合物都是應用縮聚反應而合成的，像聚酯類、聚酰胺類、聚醛類等的超支化聚合物等都是通過縮聚反應得到的。

比如：在超支化聚乳酸的合成過程中，就可以應用D、L-乳酸、丙三醇以及葡萄糖酸作為原料，通過熔融縮聚反應的方法來進行制備，得到的超支化聚乳酸有著較小的平均分子質量，良好的熱穩定性，其分解的溫度在230攝氏度以上，Te是比較低的，并且可以隨著分子量的則更加而提升。縮聚反應這種方法雖然十分簡單，但是其產物有著較寬的分子量分布，這就縮小了聚合物的應用范圍。

（二）自由基聚合反應

自由基聚合反應在單體之中的應用范圍十分廣泛，并且有著比較低的綜合要求，同時這種制備的工藝也是十分簡單的，經濟方面的消耗也并不高，所以自由基聚合反應的合成方法在工業化的生產之中十分適用。就當今的自由基聚合反應來看，已經得到成熟發展的有自縮合乙烯基聚合反應以及原子轉移的聚合反應等。

自由基聚合反應之中的單體不僅是引發劑，同時也是支化點，在外部的作用之下，乙烯基單體之中的B基團會發生活化，進而就會有多個活性的自由基產生，新的反應中心也就會由此形成，這樣就可以引發單體的聚合增長，使其成為類似于AB2類型的單體二聚體，而這種二聚體又可以進一步引發出聚合反應，超支化的聚合物也就得以生成[1]。在進行聚合的過程之中，增長鏈與單體之間的活性始終保持一致，不會發生鏈轉移以及鏈終止的情況，所以其活性鍵的濃度也會始終不變。因此，聚合的速度、分子的結構以及分子量將會由活性的自由基聚合進行精準地控制。自由基聚合反應之中的聚合度以及支化度是很難控制的，但是基團的轉移反應卻可以讓這一問題得到有效的解決，通過基團轉移的方法，可以對鏈的增長進行控制，這樣也就可以實現支化度的有效提升，讓凝膠得以減少。

原子轉移聚合反應就是在過渡金屬的催化作用之下，鹵原子得以反應，新的 聚合方法也會在此基礎上形成，原子轉移聚合反應所得的產物也有著極窄的分子量分布，可以對聚合物分子量及其分布起到很好的控制作用。原子轉移聚合的方法有著很多的優點，比如反應的類型是可以控制的，單體有著十分廣泛的適用范圍等。但是原子轉移聚合反應也有著一定的缺點存在，比如反應之中所用到的乳化物是有毒的，并且不容易進行制取和保存。反應過程之中所用到的金屬催化劑對于氧氣和濕氣都十分敏感。為了讓這些缺點得到有效的克服，在應用原子轉移聚合法的時候，可以應用到逆向的原子轉移聚合方法，同時，常規的自由基引發劑以及高氧化狀態下的金屬化合物也都能夠引發原子轉移聚合反應。

二、超支化聚合物的應用

（一）在聚合物改性之中的應用

對于現在已有的聚合物而言，共混改性已經成為其重要的發展途徑，因為超支化聚合物的行鞥你十分優異，所以可以將其作為添加劑應用在聚合物的共混聚改性之中，比如，可以作為增韌劑、分散劑、固化劑以及增溶劑等。

比如：在AB2型單體與活性羥基進行縮聚反應的過程之中，可以將超支化聚合物接在羥基化合物的炭黑表面，這樣就可以讓改性之后的炭黑粒子穩定性以及分散性得到進一步的提升，同時減小粒子的直徑，使得PVC得到有效的增強，并達到良好的增韌效果[2]。另外，改性之后的炭黑籽粒之間的聚合作用也會比直接引進線性聚合物所產生的聚合作用小很多。

（二）在藥物緩釋劑之中的應用

因為超支化聚合物有著多穴的結構，所以可以將藥物在生物體之中的釋放了以及濃度加以良好改善，所以超支化聚合物可以作為藥物的緩釋劑來進行應用，進而起到載體的作用。應用低溫毒性、生物相容的原料進行超支化藥物載體的制作，可以對藥物的釋放起到有效的緩解作用，同時也可以有效避免生物體的排異現象。因此，超支化聚合物載體有著越大的分子量，就能夠讓藥力的釋放越均勻、越緩慢。

比如：將抗腫瘤的藥物在超支化聚納米粒子的內部進行封裝，就可以對葉酸釋放的速度起到延緩作用，并使其釋放的時間進一步延長。

（三）在涂料之中的應用

隨著當今人們環保意識的不斷增強，超支化聚合物在環境友好型涂料制造之中也得到了越來越廣泛的應用，并且受到人們的廣泛關注。在光固化的涂料之中、高固體含量的涂料之中、水分散的涂料之中以及低溫固化粉末型等的涂料之中都實現了自身優勢的有效發揮。

比如：應用環狀的羧酸酐和二羥烷基胺作為原料制成的端羥基超支化聚酯酰胺，就可以在粉末涂料之中作為一種理想的固化劑來進行應用，進而使得漆膜表面的特性十分良好。

（四）在納米材料之中的應用

超支化聚合物憑借其優異的性質，在當今的納米材料之中也得到了越來越廣泛的應用。隨著當今納米材料的研究日益發展，超支化聚合物在納米材料之中所發揮的作用也越來越顯著。

比如：在Ag納米粒子的制備之中，應用超支化聚氨酯作為模板和穩定劑，不僅能起到良好的穩定作用，同時也可以實現納米反應器達到更好的分散效果，同時也可以有效避免氧化的發生。

結束語：

綜上所述，因為超支化的聚合物支化分子的結構十分特殊，并且有著較低的黏度和良好的溶解性，所以在當今的各個領域之中都得到了十分廣泛的應用，并且在各個領域的發展之中起到了良好的促進作用。相信隨著現代科學技術的不斷發展，超支化聚合物的應用范圍與發展前景將會更加廣闊。

參考文獻：

[1]顧加興，楊虎，秦陽，等.超支化聚合物PAMAM表面改性PAN超濾膜[J].功能高分子學報，2019（2）：219-224.

[2]李武松，劉聰聰，畢研剛，等.超支化聚合物在環氧改性中的應用[J].高分子材料科學與工程，2019（4）：174-181.