漏佳偉 徐佳煬 何志清

摘要：超支化聚合物不僅有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能，而且也有著簡(jiǎn)單易行的制備工藝，所以超支化聚合物在當(dāng)今的各個(gè)領(lǐng)域之中都得到了廣泛的應(yīng)用。本文就是對(duì)超支化聚合物的機(jī)理以及應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以對(duì)超支化聚合物在當(dāng)今時(shí)代各個(gè)領(lǐng)域之中的良好應(yīng)用與發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：超支化聚合物;機(jī)理;應(yīng)用

前言：近年來(lái)，相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者們對(duì)超支化聚合物予以越來(lái)越多的關(guān)注，這也使得超支化聚合物開(kāi)始逐漸走進(jìn)人們的認(rèn)知。超支化聚合物自身的優(yōu)勢(shì)使其在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域之中的應(yīng)用前景十分廣泛，比如可以作為黏度的調(diào)節(jié)劑、藥物的載體或者是固化劑等。因此，超支化聚合物在當(dāng)今的化妝品領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等各個(gè)方向都有著極大的應(yīng)用前景與應(yīng)用價(jià)值。

一、超支化聚合物的機(jī)理

（一）縮聚反應(yīng)

縮聚反應(yīng)是超支化聚合物合成過(guò)程中最為常用的一種方法，當(dāng)今的很多超支化聚合物都是應(yīng)用縮聚反應(yīng)而合成的，像聚酯類(lèi)、聚酰胺類(lèi)、聚醛類(lèi)等的超支化聚合物等都是通過(guò)縮聚反應(yīng)得到的。

比如：在超支化聚乳酸的合成過(guò)程中，就可以應(yīng)用D、L-乳酸、丙三醇以及葡萄糖酸作為原料，通過(guò)熔融縮聚反應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行制備，得到的超支化聚乳酸有著較小的平均分子質(zhì)量，良好的熱穩(wěn)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(yīng)這種方法雖然十分簡(jiǎn)單，但是其產(chǎn)物有著較寬的分子量分布，這就縮小了聚合物的應(yīng)用范圍。

（二）自由基聚合反應(yīng)

自由基聚合反應(yīng)在單體之中的應(yīng)用范圍十分廣泛，并且有著比較低的綜合要求，同時(shí)這種制備的工藝也是十分簡(jiǎn)單的，經(jīng)濟(jì)方面的消耗也并不高，所以自由基聚合反應(yīng)的合成方法在工業(yè)化的生產(chǎn)之中十分適用。就當(dāng)今的自由基聚合反應(yīng)來(lái)看，已經(jīng)得到成熟發(fā)展的有自縮合乙烯基聚合反應(yīng)以及原子轉(zhuǎn)移的聚合反應(yīng)等。

自由基聚合反應(yīng)之中的單體不僅是引發(fā)劑，同時(shí)也是支化點(diǎn)，在外部的作用之下，乙烯基單體之中的B基團(tuán)會(huì)發(fā)生活化，進(jìn)而就會(huì)有多個(gè)活性的自由基產(chǎn)生，新的反應(yīng)中心也就會(huì)由此形成，這樣就可以引發(fā)單體的聚合增長(zhǎng)，使其成為類(lèi)似于AB2類(lèi)型的單體二聚體，而這種二聚體又可以進(jìn)一步引發(fā)出聚合反應(yīng)，超支化的聚合物也就得以生成[1]。在進(jìn)行聚合的過(guò)程之中，增長(zhǎng)鏈與單體之間的活性始終保持一致，不會(huì)發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移以及鏈終止的情況，所以其活性鍵的濃度也會(huì)始終不變。因此，聚合的速度、分子的結(jié)構(gòu)以及分子量將會(huì)由活性的自由基聚合進(jìn)行精準(zhǔn)地控制。自由基聚合反應(yīng)之中的聚合度以及支化度是很難控制的，但是基團(tuán)的轉(zhuǎn)移反應(yīng)卻可以讓這一問(wèn)題得到有效的解決，通過(guò)基團(tuán)轉(zhuǎn)移的方法，可以對(duì)鏈的增長(zhǎng)進(jìn)行控制，這樣也就可以實(shí)現(xiàn)支化度的有效提升，讓凝膠得以減少。

原子轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)就是在過(guò)渡金屬的催化作用之下，鹵原子得以反應(yīng)，新的 聚合方法也會(huì)在此基礎(chǔ)上形成，原子轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)所得的產(chǎn)物也有著極窄的分子量分布，可以對(duì)聚合物分子量及其分布起到很好的控制作用。原子轉(zhuǎn)移聚合的方法有著很多的優(yōu)點(diǎn)，比如反應(yīng)的類(lèi)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(zhuǎn)移聚合反應(yīng)也有著一定的缺點(diǎn)存在，比如反應(yīng)之中所用到的乳化物是有毒的，并且不容易進(jìn)行制取和保存。反應(yīng)過(guò)程之中所用到的金屬催化劑對(duì)于氧氣和濕氣都十分敏感。為了讓這些缺點(diǎn)得到有效的克服，在應(yīng)用原子轉(zhuǎn)移聚合法的時(shí)候，可以應(yīng)用到逆向的原子轉(zhuǎn)移聚合方法，同時(shí)，常規(guī)的自由基引發(fā)劑以及高氧化狀態(tài)下的金屬化合物也都能夠引發(fā)原子轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)。

二、超支化聚合物的應(yīng)用

（一）在聚合物改性之中的應(yīng)用

對(duì)于現(xiàn)在已有的聚合物而言，共混改性已經(jīng)成為其重要的發(fā)展途徑，因?yàn)槌Щ酆衔锏男许E你十分優(yōu)異，所以可以將其作為添加劑應(yīng)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(jìn)行縮聚反應(yīng)的過(guò)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(wěn)定性以及分散性得到進(jìn)一步的提升，同時(shí)減小粒子的直徑，使得PVC得到有效的增強(qiáng)，并達(dá)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(huì)比直接引進(jìn)線性聚合物所產(chǎn)生的聚合作用小很多。

（二）在藥物緩釋劑之中的應(yīng)用

因?yàn)槌Щ酆衔镉兄嘌ǖ慕Y(jié)構(gòu)，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(lái)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而起到載體的作用。應(yīng)用低溫毒性、生物相容的原料進(jìn)行超支化藥物載體的制作，可以對(duì)藥物的釋放起到有效的緩解作用，同時(shí)也可以有效避免生物體的排異現(xiàn)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(nèi)部進(jìn)行封裝，就可以對(duì)葉酸釋放的速度起到延緩作用，并使其釋放的時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)。

（三）在涂料之中的應(yīng)用

隨著當(dāng)今人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，超支化聚合物在環(huán)境友好型涂料制造之中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并且受到人們的廣泛關(guān)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(shí)現(xiàn)了自身優(yōu)勢(shì)的有效發(fā)揮。

比如：應(yīng)用環(huán)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(lái)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而使得漆膜表面的特性十分良好。

（四）在納米材料之中的應(yīng)用

超支化聚合物憑借其優(yōu)異的性質(zhì)，在當(dāng)今的納米材料之中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著當(dāng)今納米材料的研究日益發(fā)展，超支化聚合物在納米材料之中所發(fā)揮的作用也越來(lái)越顯著。

比如：在Ag納米粒子的制備之中，應(yīng)用超支化聚氨酯作為模板和穩(wěn)定劑，不僅能起到良好的穩(wěn)定作用，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)納米反應(yīng)器達(dá)到更好的分散效果，同時(shí)也可以有效避免氧化的發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，因?yàn)槌Щ木酆衔镏Щ肿拥慕Y(jié)構(gòu)十分特殊，并且有著較低的黏度和良好的溶解性，所以在當(dāng)今的各個(gè)領(lǐng)域之中都得到了十分廣泛的應(yīng)用，并且在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展之中起到了良好的促進(jìn)作用。相信隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超支化聚合物的應(yīng)用范圍與發(fā)展前景將會(huì)更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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

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