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超支化聚酯的合成、端基改性及应用
超支化聚酯的合成、端基改性及应用
超支化聚酯是一种多级分支结构的高分子聚合物，具有较高的环境稳定性、热稳定性和机械性能，可广泛应用于涂料、复合材料、粘合剂、塑料和医疗等领域。本文将从合成、端基改性及应用三个方面介绍超支化聚酯的相关研究和进展。
一、超支化聚酯的合成
超支化聚酯的合成可以分为两种方法：一种是酸催化聚合方法，即通过酸催化反应在低水分条件下将线性聚酯和极少量的三羟甲基丙烷（TMP）等三级多官能团试剂反应，得到超支化聚酯。另一种是采用无催化剂的多步法，即首先制备基础聚酯，并通过反应前处理、控制反应时间和温度等措施合成超支化聚酯。
酸催化法的合成方法简单方便，并且能得到高分子量和较多的多级分支结构，但催化剂的残留难以清除，有可能影响聚酯的环境稳定性。而多步法虽然能制备出高质量的超支化聚酯，但工艺较为复杂，生产成本较高。
二、超支化聚酯的端基改性
为了进一步改善超支化聚酯的性能，研究者们对其进行了端基改性。端基改性可以通过超支化聚酯内部、外部的修饰来实现。
1.内部修饰
内部修饰主要通过在聚酯分子内部引入其他官能团或链内交联，来改善聚酯的性能。比如，将超支化聚酯分别与巯基化合物、脲醇类、异氰酸酯等反应，可引入巯基、脲基、异氰酸酯基等官能团，形成交联结构，提高聚酯的力学性能和热稳定性。
2.外部修饰
外部修饰指的是将超支化聚酯与其他物质反应，形成复合材料，以获得更好的性能。在外部修饰中，超支化聚酯的端基和反应物之间进行反应，而不是在内部分子结构上进行改变。例如，将超支化聚酯与聚酰胺、硅酮、橡胶、纳米材料等进行反应，形成复合材料，提高其力学性能、耐热性、耐腐蚀性等性能。
三、超支化聚酯的应用
超支化聚酯在涂料、复合材料、粘合剂、塑料和医疗等领域中应用非常广泛。其主要应用包括以下几个方面：
1.涂料
超支化聚酯可以作为涂料中的粘合剂，具有良好的耐候性和抗黄变性能，可以用于车身涂料、工业涂料、电器涂料等领域。同时，通过端基改性，超支化聚酯可以与其他材料复合，形成高附着力、高硬度、高透明度的涂层。
2.复合材料
超支化聚酯可以与玻璃纤维、碳纤维、陶瓷、金属等材料复合，形成具有良好力学性能和抗磨损性能的复合材料。比如，超支化聚酯与碳纤维复合可以制备出高性能的结构材料，用于航空航天、汽车制造等领域。
3.粘合剂
超支化聚酯可以用作粘合剂，在耐热、耐水、耐化学腐蚀方面表现优异。通过与其他官能团反应形成交联聚合物，可制备出具有高粘接强度和高耐热性的粘合剂，广泛用于航空、汽车制造等领域。
4.塑料
超支化聚酯与其他塑料材料复合可以制备出高性能的复合材料，具有良好的力学性能、耐热性和耐化学腐蚀性。此外，超支化聚酯也可以用于制备环保塑料，以替代现有的不环保塑料材料。
5.医疗
超支化聚酯可以制备出具有良好生物相容性和生物降解性的生物材料，可广泛应用于医疗领域。比如，超支化聚酯可以与蛋白质、多糖、细胞因子等进行交联，形成生物活性复合材料，用于组织工程和再生医学等领域。
总之，超支化聚酯作为一种多级分支结构的高分子聚合物，其独特的分子结构和优异性能，使得其应用范围非常广泛。未来，随着超支化聚酯的研究和应用不断深入，相信会在更多领域发挥重要作用。