论文摘要
超支化聚合物（HBP）是一类具有椭球状立体结构的高度支化大分子,与传统线性聚合物相比,HBP由于具有高溶解性、高流变性,低的溶液和熔体粘度、大量的末端活性官能团及分子内存在空腔等一系列独特的物理化学性质,已很快成为高分子科学界的研究热点。超支化聚合物的合成方法、结构表征方法、功能化改性技术等已经逐渐趋于成熟和完善,超支化聚合物也逐渐得到应用。超支化聚合物在涂料、自组装、表面修饰、药物控制释放、基因转染、纳米封装等领域受到了广泛的研究。本文选择了超支化聚合物的合成这一高分子界研究的热点作为研究内容。合成了均苯四甲酰四二乙醇胺（By）,以其为核分子,采用有核准一步法制备了水溶性的超支化聚酯（HBPE）,详细地研究了合成条件对超支化聚酯结构的影响。以均苯四甲酸酐（PMDA）和二乙醇胺（DEA）为原料,制备得到均苯四甲酰四二乙醇胺（By）；研究DEA与PMDA的物质的量比、反应温度、反应时间、浓度等对By的结构和性能的影响,并用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、1H-核磁共振波谱（1H-NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、粘度法和化学滴定等方法对产物进行表征和分析。结果表明：By的较佳合成工艺是反应温度为室温,反应时间为3 h,DEA与PMDA的物质的量比为4.4：1；By的数均相对分子质量（Mn）、重均相对分子质量（Mw）分别为1683、1911 g·mol-1 Mw/Mn=1.14。乌氏粘度计测定By的特性粘数（[（?）inh]）为6.76 mL·g-1；利用化学滴定法测定By的羟值(功为820.32 mgKOH·g-1以均苯四甲酰四二乙醇胺（By）为中心核,2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为AB2型单体,制备得到一代超支化聚酯（1G-HBPE）,研究催化剂种类及其用量、反应时间、反应温度、聚合方法等对1G-HBPE的结构和性能的影响,并用FT-IR、13C-CP/MAS-核磁共振波谱（13C-CP/MAS-NMR）、GPC、粘度法和化学滴定等方法对产物进行表征和分析。研究结果表明：1G-HBPE的较佳工艺是以对甲苯磺酸（p-TSA）为催化剂,催化剂用量为w（p-TSA）=2.00%,反应温度为150℃,反应时间为7 h,采用熔融缩聚。1G-HBPE的Mn、MW分别为2195、3676 g·mol-1, Mw/Mn=1.67;乌氏粘度计测定1G-HBPE的[（?）inh]为8.20 mL·g-1。根据13C-CP/MAS-NMR谱图,求出了1G-HBPE的支化度为0.47。以均苯四甲酰四二乙醇胺（By）为中心核,2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为AB2型单体,以p-TSA为催化剂,在150℃下,采用熔融缩聚制备得到二代超支化聚酯（2G-HBPE）;研究投料方式、反应时间等对2G-HBPE的结构和性能的影响,利用FT-IR、GPC、粘度法和化学滴定等方法对2G-HBPE进行结构表征和分析。结果表明：2G-HBPE的较佳合成工艺是投料方式采用有核准一步法,反应时间为9 h；2G-HBPE的Mn、Mw分别为3750、4904 g·mol-1, Mw/Mn=1.31;乌氏粘度计测定2G-HBPE的[（?）inh]为8.61 mL·g-1。HBPE在极性溶剂（如DMF、DMAC、DMSO、甲醇、水等）中溶解性很好,在乙醇、丙酮等中微溶,随着温度的升高在乙醇中的溶解度增大,而在CHCl3、一些弱极性溶剂和非极性溶剂（如乙醚、正己烷、甲苯、THF、CH2Cl2等）中溶解性很差,基本不溶。