发散法制取树枝状聚合物合成及应用

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1、发散法制取树枝状聚合物的合成及应用1树枝状聚合物的科学发展水平及前景讨论1.1树枝状聚合物的科学发展水平树枝状高聚物因其链骨架有许多末端，结构形状像树枝而得名，是由树枝状大分子和线形聚合物结合而形成的一类新型树形聚合物。是近几年迅速发展的一种新型高分子。由于其结构的高度对称性表面极、高的官能团密度和分子大小、形状等参数在其合成过程中的可控性,以及其结构给人的美感和性质的独特性，引起了众多领域科学家的广泛关注,有关研究报道呈指数形式递增。1985年，Tomalia和Newkomez等首次报道了具有单分散性分子量分布的完全支化的“树状分子”。1987年，DuPont公

2、司Kim申请了第一项关于超支化聚苯合成的专利；1990年，KimTomalia和Hawker研究组分别报道了超支化聚合物的合成及表征方法，为聚合物科学开拓了一个崭新的研究领域。1992年，美国化学文摘在116卷的主题索引中也新设了“DendriticPolmer”一词。树枝状聚合物的研究正在全世界蓬勃兴起。随着树枝状聚合物研究的进展，人们的注意力己经从合成和表征各式各样的树枝状聚合物逐渐转移到其特殊功能和特殊应用的研究上。1.2树枝状聚合物的前景讨论像自然界中的树状物质如珊瑚、神经网络、细胞天线等具有许多的特殊性质一样，树枝状聚合物也具有一些独特的性能，如良好的流

3、体力学性能，独特的粘度行为，不易结晶，独特的密度分布及折射率等。故从一开始，研究人员就预见它在有望在生物、医药、催化和光电功能材料等不同领域得到广泛的应用。7树枝状聚合物的应用前景探讨：树枝状聚合物高度支化的结构和独特的单分散性使这类化合物具有特殊的性质和功能，例如：分子表面极高的官能团密度，分子的特殊外形和内部广阔的空腔，因而具有很好的应用前景，目前，国内外的研究热点已开始由合成转向应用领域，在生物医药、材料改性、工业催化、石油工业等方向呈现出良好的应用前景：（1）内部具有广阔的空腔，可以容纳小分子，起到增溶作用。树枝状聚合物的增溶作用对其作为药物输送载体和催化

4、剂载体具有重要的实用价值[1]。（2）由于树枝状聚合物的末端含有大量的活性基团，能够强烈地吸附油—水界面，顶替原本的保护层，而新界膜的强度大为降低，保护作用减弱，有利于破乳。此外，由于树枝状高分子的相对分子质量较大，它能够分散在乳液中，使细小液珠絮凝成松散的胶团，这些胶团再结成大液滴，使油水分离，因此，树枝状聚合物可以作为一种高级的O/W型乳状液的破乳剂[2]，用于石油采油技术中。（3）由于树枝状聚合物具有分子量分布很窄及结构规整的特点，其大小，尺寸均可精确控制。因此，可以在无机网络中引入树枝状聚合物，然后热解使之完全消除，可以得到很精确的孔径和空隙率，因此在纳米

5、孔材料的制备中可以作为模板剂使用。（4）由于树枝状聚合物的分子链和端基可以改变，这些功能基团主要包括胺基、酯基、羟基、酰胺基、金属鳌合物及碳氢化合物等，因此可作为材料的结构和表面改性剂以及荧光功能材料[3]。除此之外，还出现了许多具有光活性、电活性以及生物活性的功能化树枝状高分子，它们所具有的独特的结构和性质使它们受到了较多的关注，这些方面的研究必将为树枝状高分子打开更广阔的应用空间。2树枝状聚合物的发展历史及现状2.1树枝状聚合物发展简史树枝状聚合物是一类新型的呈树枝支化状的合成高分子，这类新型高分子的出现引起众多科学家的关注。F1ory[4]于1952年首次提

6、出由多功能基单体((A－Bn)n≥2，A，B为官能团)的聚合制备高度支化大分子的可能性，认为由此可得到非规整的、宽分子量分布的聚合物。1978年Vogt1e[5]首次尝试用逐步重复手段合成树枝状聚合物，用伯胺与2分子丙烯睛通过Michael加成反应，只得到第二代。780年代中期，美国DOW公司的Tomalia[6-7]，博士等成功合成了聚(酰胺一胺)(PAMAM)几乎同时，SouthFlorida大学的Newkome，教授合成了含27个羟基的单向树枝状聚醚酰胺。90年代初，Cornell大学的Frechet[8]教授用由外向内的方法(收敛法)合成了聚醚。从此，树枝

7、状聚合物进入快速发展阶段，新品种不断涌现，1998年研究成果的报道量为1988年的40倍。1993年，Worner[9]和Meijer[10]两个小组独立报道了使用简易方法制备聚丙烯亚胺(POPAM)的研究结果，使大量制备树枝状聚合物成为可能。2.2树枝状聚合物的研究现状据不完全统计，目前全世界有500多个研究小组从事树枝状聚合物的研究。从20世纪80年代出现至今，经过不到20年的努力，科学家们已合成出200多种树枝状聚合物[11]。除了PAMAM“乔木状”树枝醇(Arborols)Frechet聚醚，多种树枝POPAM外，典型的还有：聚苯[12]、聚苯乙炔[13

8、]、联毗啶