近年来,基于超支化聚合物(尤其是聚酯)的新型抗冲改性剂已有相关报道。由羟基、羰基以及环氧封端的超支化聚酯可以制备低黏度的共混物。加入少量这些聚酯就足以极大地提高共混物的韧性而不降低其强度以及玻璃化温度,超支化聚合物(HBP)的重要特征是其支化重复单元的极高支化度,以及聚合物核壳结构表面带有的大量功能性端基。由于高度支化的结构阻止了链缠结的发生,超支化聚合物通常在熔融态或溶液中显示出较低的黏度。超支化聚合物的性能主要受数目众多的端基影响,因此进行端基改性可以得到不同用途的超支化聚合物。
三、结果与讨论
1、超支化聚醚液体橡胶
核壳型超支化嵌段共聚聚醚的合成采用Sunder方法,用多羟基大分子引发剂、慢加成的环氧丙醇和氧化丙烯的阴离子开环聚合,反应流程图及最终的洋葱型共聚聚醚结构如图1。在“一锅法”合成中,采用部分去质子化的六臂星形聚氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物(缩写为6H3)引发环氧丙醇的慢加成聚合反应,为下一步氧化丙烯的接枝聚合提供超支化大分子引发剂。环氧丙醇必须缓慢加入,一方面防止环氧丙醇本体聚合中发生爆炸,另一方面得到相对较窄的多分散性。按照在超支化嵌段共聚聚醚末端引入90mol环氧丙醇单元/mol,以提供96mol端羟基/mol来确定单体,引发剂的配比。
由于聚环氧丙醇嵌段的高度极性并且增加了聚合物的亲水性,故采用在超支化核上接枝氧化丙烯的方法。在较早的研究中,这种方法曾成功地用于聚醚多元醇的极性设计。这样HBP及其衍生物在随后加入环氧树脂中后一开始就能溶解。而且可以选择氧化丙烯的用量,在每个端羟基上引入两个PO单元而不改变总的端基含量。这种合成方法制备洋葱型超支化聚醚液体橡胶,它由一个聚氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物核、一个超支化聚环氧丙醇嵌段和一个带有大量次级端羟基的聚氧化丙烯壳所组成。这种聚醚液体橡胶是一种透明、黏稠液体。
图
按照Sunder等人所报道的方法,核壳型超支化嵌段聚醚用1H和13CNMR谱进行表征。环氧丙醇含量为82mol/mol,可以生成88mol端羟基/mol。用于封端的PO含量定为每个端基接1.5个PO单元。这些数值与理论值符合很好(90mol环氧丙醇/mol和每个端基带两个PO单元)。用NMR数据计算的分子质量为17100g/mol,比理论值21000g/mol稍低。样品编号为88H17表示其羟基官能度为88mol/mol、分子质量为17000g/mol。用GPC测得其分子质量为57000g/mol。GPC测试采用聚氧化丙烯校准,其测试值的较大偏移与早期用线形聚合物校准高支化聚合物时出现的问题相同。用GPC测得多分散性约为3,而分子质量更低的聚环氧丙醇的多分散性仅为1.5,这导致反应介质黏度增加。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,值得指出的是,这一多分散性(3)比利用经典的AB2缩聚(MW/Mn>5)制得的超支化聚合物的多分散性要好。
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