树枝形大分子在涂料中的应用研究(三)

树枝状聚合物

3  树枝形分子作为添加剂在涂料中的应用
    树枝形分子作为添加剂加入树脂中，从而实现对涂料的物理和化学改性是应用研究的另一个重要方面。目前报道比较多的是利用树枝形分子对环氧进行增韧改性研究。
3．1  支化聚酯对环氧的改性
    Booght[17]等用支化聚酯低聚物(HBP)改性环氧树脂，研究了其对环氧复合材料性能的影响以及其加入后环氧树脂基体产生相分离的过程。研究结果表明，当HBP加入量为5％时，环氧复合材料的断裂伸长率可增加140％，而且不影响其y。和Eo Wu[18]则探讨了用HBP作为热固性环氧树脂的改性剂、HBP的摩尔质量、封端官能度对预聚物黏度、热固性材料断裂韧性、高温动态储能模量和r：等的影响。在5代以下，材料的韧性随HBP的摩尔质量增加而增强。DRatna和CPSimon[19]等报道了带有羟基官能团的支化聚合物与环氧树脂共混物质形态和相分离过程。由于羟基的催化作用，使得HBP大大地提高了固化速率。
3．2  树枝形分子对胺类固化剂的改性
    Mezzengn[20]等研究了树枝形胺固化环氧树脂反应的影响，用一部分环氧分子结构与胺类固化剂反应制备了不同结构的含环氧基团的化合物。OkazakL[21]等用支化聚酰胺多胺(PAMAM)与硅接枝制得环氧固化剂，并均匀地分散到环氧树脂中，发现固化材料的弹性模量比常用固化剂固化的材料低，同时耐热性得到了提高。Mezzenga[22—23]等对树枝形分子改性环氧树脂的工艺性进性了研究，他们将不同的带有环氧基团的树枝形分子与双酚A型环氧和胺固化剂共混，研究了体系中由于化学诱导而产生的相分离常数和热力学常数等的显著影响。结果显示，体系固化温度受相分离常数和最终共混体系形态的热力学常数的影响显著。后来其研究小组又研究了支化聚合物改性环氧的热机械性能，研究结果表明共混物的热机械性能与超支化聚合物壳的化学性能有关。这种聚合物通过诱导效应，体系均相与不均相形态来提高环氧树脂的韧性。
3．3  其他
    Mulkern[24]等研究了支化聚合物改性环氧树脂应用于军用武器装备中，找到了一种低黏度环氧制备的低成本高性能复合材料基体。Sidorenko[25]等人探讨了带有环氧基团封端的超支化分子接枝到固态表面，研究发现环氧—烷基链具有接枝到固态表面和使表面超支化的能力。
4  结  语
虽然目前所报道的可应用的树枝形大分子比较多，但真正应用于实际，大规模生产的却很少，其原因可能有：(1)树枝形大分子其合成过程的繁琐，逐步合成法是目前合成树枝形分子的通用方法；(2)逐步增长反应条件苛刻，为了保证反应能够完全进行，不至于产生结构缺陷，必须对每一步反应的条件进行严格控制；(3)反应产物的纯化，每一步反应都不可避免有小分子生成，为了减少副反应，提高产率，每一步的分离与纯化必不可少。而且现在这些方面的难题都未得到很好的解决。所以目前大量应用的是结构对称性、分子性能等方面都不如树枝形分子的超支化大分子。但是一个大家都有目共睹的趋势是，许多科学工作者都在努力通过控制支化度、相对分子质量分布及结构，使超支化大分子尽量接近于结构完整的树枝形大分子[26]。所以，寻找一种快速有效的和高产率的，并可大规模制备树枝形大分子的途径仍然是应用研究的重点[27]。