改性超支化聚合物的研究

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摘要 超支聚合物的结构以及性能都非常的独特，因此使其在众多领域被广泛的应用。近些年来，其在功能材料中，尤其是光固化材料中的应用越来越广泛。但是超支化聚合物具有力学性能不佳的特点，所以为了能够进一步对超支化聚合物的应用空间进行扩大，就必须要对其进行一定的改性。本文就在超支化感光聚合物的合成基础上，对环氧树脂改性超支化聚合物进行研究。

关键词 改性；超支化聚合物；环氧树脂

中图分类号TS727 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）86-0078-02

超支聚合物具有大量的端基以及三维的高度支化结构，并且还具有高反应活性、良好的溶解性以及低粘度等性质，尤其是其在进行合成过程中，更不需要进行纯化或者只是需要很少的纯化，均具有成本低和制备简单的优势，因此被广泛的应用于工业领域[1]。但是超支化聚合物本身力学性能不佳，对其应用范围进行了一定的限制，但是通过改性，可以对其性质进行一定得到改善，从而扩大其应用范围[2]。下面本文就在由偏苯三酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧氯丙烷三者为原材料所合成了超支化感光聚合物的基础上，采用环氧树脂对其进行改性，并对其进行相应的研究。

1 实验研究

1.1验原料

实验所采用的原料为偏苯三酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂E-52、环氧氯丙烷、N-二甲基价酰胺、甲基丙烯酸--羟乙酯以及-二甲基-羟基苯乙酮。

1.2 合成方法

其中超支化感光聚合物的合成是：首先把偏苯三酸酐以及N-二甲基价酰胺各70g加入到反应瓶中，并开动电动搅拌、回流冷凝管，并加热直到偏苯三酸酐溶解；然后再把0.126g的四丁基溴化铵以及27.8g的环氧氯丙烷加入，并在其850C下进行反应，其反应物每隔半个小时取样，对其酸值进行测定，直到其酸值稳定。最后在其反应物冷却至750C的时候，就可以把50g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及0.65g对羟基苯甲醚加入进行反应，直到其酸值稳定。

改性超支化聚合物就是在超支化感光聚合物的基础上，更具其改性程度以及羧基数目，对所需要的环氧树脂E-52量进行计算，加入聚合物中，在80℃～85℃的温度下进行反应，直到其酸值稳定。最后对此进行提纯。

1.3 相关值测定

在进行过一系列的反应之后，就要对其相关值进行测定。其中采用吗啉法对酸酐的酐值进行测定；参照国标GB/T 2895-1982对树脂酸值进行测定；参照国标GB/T 1677-1981对环氧值进行测定；参照国标GB/T 17748-1999对耐擦洗度进行测定；参照国标GB/T 9739-2006对光固化涂膜硬度进行测定。另外采用美国安捷仑公司所生产的HP1100型高压液相/GPC色谱仪对分子质量和分布进行测定；采用杜邦TA12910对示差扫描量热进行测定；采用TA公司的TGA-2100型热分析仪对热重进行相应的分析。

2 结果与讨论

2.1 光固化图层性能

把进行改性之后的超支化聚合物，按照树脂87%，偶联剂3%、活性稀释剂HEMA5%以及光引发剂Darocure1173 5%的比例搅拌混合在一起，并将此利用甩胶机在室温下涂覆在玻璃片上，然后采用1000W的紫外灯进行30s曝光，最后就可以采用标准方法对其光固化涂层的耐擦洗性进行测定。其结果如表一所示。另外光固化混合物的凝胶转化率和曝光时间之间的关系如图1所示。

通过以上表1可知，进行过环氧改性的超支化聚合物的耐擦洗度以及硬度都得到了明显的提高，分析其原因，主要是因为环氧树脂之中的芳环结构，不但给树脂赋予了一定的刚性，还进一步对树脂的耐腐蚀性进行了提高。因此如表中所示，随着环氧树脂添加，聚合物的耐擦洗度和硬度都会得到一定的提高，但是其耐擦洗度和硬度却也在随着树脂体添加量的逐渐加大而降低。究其原因，可能是因为在进行光聚合反应的时候，其刚硬交联网状结构被进行了一定冻结，从而导致所残留的没有进行反应的树脂量比较多，影响了其硬度。从图1所示可以看出，经过改性之后的聚合物其凝胶率比之前没有进行改性的聚合物有着明显的提高，并且也明显增加了其光固化活性。

2.2 成像性

感光材料能够在工业领域进行广泛的应用，主要还是因为其具有一个重要的功能，那就是这种材料在光的作用下，可以把人们所需要的图像进行显示，简单来说也就是成像性。所以在对某一种感光材料的应用前景和应用空间进行研究的时候，其成像性也是其重要的研究对象之一。以上超支化感光聚合物在经过改性之后，其成像性没有得到一定影响，在其配置的光刻胶经过掩膜曝光之后所形成的线条图显示，两种材料的成像性都为良好，并且经过改性之后的聚合物的成像更为清晰。

3 结论

经过以上分析可知，由偏苯三酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧氯丙烷三者为原材料所合成了超支化感光聚合物，再经过环氧树脂改性，其耐擦洗性以及硬度都会得到一定提高，其成像清晰度也会得到明显提高。由此可得，采用环氧树脂对超支化感光聚合物进行改性，可以明显的提高其光固化活性，从而对其力学性质进行一定的改进，对其应用范围进一步进行拓宽。

对于超支化聚合物改性的研究近些年来越来越热，其中在利用环氧树脂对超支化聚合物进行改性的同时，对于环氧树脂也进行了一定的改性。环氧树脂是一种收缩率小、粘连性强、工艺性能好以及耐腐蚀性高的热固性高分子材料，就是因为本身所具有的这些良好的热力学性能以及注入特性，从而在复合材料中被广泛的应用[3-4]。但是其在固化之后也存在一定的缺点，那就是耐候性差以及耐冲击性差，从而对其使用进行了限制。在经过不断的研究之后，发现采用超支化聚合物对其进行改性，超支化聚合物本身所具有的独特结构以及性能，可以对环氧树脂的固化物收缩率进行一定的降低，加快其固化速度，并起到内增韧的作用[5-6]。并且在以上的研究中也可以发现，其混合物光固化反应得到了有效的提高。因此可得超支化聚合物和环氧树脂这两种材料之间可以相互改性，以己之长补彼之短，从而对两者之间的特性相互进行改变，对各自的应用空间不断的进行扩宽。为了能够对这两种材料的应用进一步加强，则就需要进一步对其以及两者之前的相互作用进行研究，掌握其特性改善效果，加强应用。

参考文献

[1]J M J frechet，Dendrimers and other dendritic macromolecules：from building blocks to functional assemblies in nanoscience and nanotechology[J].Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry，2003，12（41）：3713-3725.

[2]汤诚，童身毅.含氟化合物改性超支化聚合物及其性能研究[J].涂料工业，2008，38（11）：59-61.

[3]强涛涛，黄兆丰，王学川.超支化聚合物表面活性剂的研究进展[J].皮革科学与工程，2011，21（6）：30-34.

[4]王兴元，罗运军，夏敏，李晓萌，高荣钊.超支化聚合物在树脂改性中的应用研究进展[J].高分子材料科学与工程，2009，25（3）：158-161.

[5]孙丽婷，陈玉湘，赵振东，毕良武.多元酸酐型超支化聚合物合成及改性应用研究进展[J].化工新型材料，2012，40（9）：120-122.

[6]朱超，林丽娟，戚豹.超支化聚合物改性环氧树脂的研究[J].化学与粘合，2007，29（4）：261-264.