超支化聚酯的结构特征与性能特点
发布时间：2017-06-22
超支化聚酯的结构特征与性能特点
涂料工业：
近年来，粉末涂料由于其产品质量和环保方面的优势而成为当今涂料发展的重要方向之一，它已逐步取代传统液体涂料，但粉末涂料存在固化温度过高，能耗大，以及热敏底材不能施工应用的不足。为了改进粉末涂料性能，已经有用结晶树脂和无定形树脂混合来制造粉末涂料，从而使其低温固化、流平性好并且长期储存也不会结块，然而，这种由不同结构树脂混合而成的粉末涂料由于相容性问题致使涂膜表观不好及力学性能下降，如果能把无定形以及可结晶的结构引入同一树脂分子，无疑在制备和性能两方面，都产生优势。
超支化聚酯由于其三维空间结构难以紧密排列，大部份以无定型存在，而高度支化的分子链存在大量可供改性的端基，通过接技长链分子可提高其结晶性能。新型超支化聚酯熔融黏度低，制成粉末涂料可应用于各种金属和非金属的表面涂装，此外它们还可以在低温，或使用光辐射如紫外线和电子束固化，得到的粉末涂料涂膜坚硬、抗冲击性能强。随着高分子科学发展，特别是对高分子结构与性能的了解，具有特殊分子构造、独特性能和广泛应用前景的“超支化聚酯”正受到学术界和产业界的极大关注。
与传统的线形聚酯相似，超支化聚酯分子链的主要链接基团也为酯基,但与传统的线形聚酯相比，超支化聚酯具有高度支化结构、大量的端基官能团，分子内存在空腔的结构特点。
超支化聚酯的结构特征
（1）组成
超支化聚酯的组成与合成方法有关，当采用有核的方法合成时，分子由三部分构成：a、初始引发核或中心核；b、与初始引发核径向连接的重复支化单元组成的内层；c、表面官能团区域。若不用核单体，则分子结构只具有重复支化结构和大量的端基。
（2）结构完整性
超支化聚酯目前主要采用一步或准一步的方法合成，分子中存在较多缺陷。
（3）几何对称性
超支化聚酯中存在结构缺陷，并在分支点处存在着大量空洞。超支化聚酯有异构体，并且异构体数目随单体的复杂程度和聚合物分子量的增加而增加。
（4）端基官能团
超支化聚酯具有大量的端基官能团，这是其改性和应用的基础，但由于其具有较多的结构缺陷，使端官能基并不是全部位于超支化聚酯的最外层。
（5）分子量的可控性
超支化聚酯采用一步合成的方法，其分子量的可控性小，但可以采用有核准一步法的合成方法，通过控制加入单体的量进行控制。
超支化聚酯的性能特点
（1）良好的流动性
一般而言，小分子液体可看成是牛顿流体，但包括线形高聚物熔体和浓溶液在内的许多流体并不服从牛顿定律。超支化聚酯分子结构紧密，且具有似球形的空间三维立体结构，往往表现出牛顿流体行为，因此在聚合物材料的流变学改性方面具有潜在的应用价值。
（2）低黏度
超支化聚合物、线形聚合物、树枝状聚合物三种结构聚合物的特性黏数lg(η)随分子量的变化规律对比如下图所示。
三种结构聚合物的特性黏数对比
超支化聚酯具有似球形的分子结构，分子间链缠结较少，分子之间的相互作用主要来自于端基官能团之间的相互作用。因此相对于线形聚酯，超支化聚酯具有更低的熔融黏度，特别是具有非极性端基的超支化聚酯，黏度更低。
（3）多功能性
超支化聚酯具有羟基、羧基等大量端基官能团，通过官能团的改性可以赋予其各种各样的功能。
（4）结晶性能
由于超支化聚酯的高度支化结构的存在，降低了分子链的规则排列，从而结晶性能显著降低，通常是无定型的非晶结构。对于透明性要求较高的应用领域，超支化聚酯的这种特性显得非常重要。
（5）成膜性
超支化聚酯具有良好的流动性，容易成膜。
（6）良好的耐候性
传统线形聚酯往往存在较强的水敏感性，这主要是由于分子链中易于水解的酯基容易直接暴露于空气中所致。超支化聚酯的高度支化结构能对分子链中的酯基形成包埋，有效阻止了酯基与空气中水份的直接接触，从而降低了酯基水解的概率。
摘自：网络