遥爪聚合物

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:25

遥爪聚合物是一种分子两端带有反应性官能团的液体聚合物,可用作液体橡胶、涂料、粘合剂、密封胶等,最后通过活性端基的相互作用,链或交联成高分子量的聚合物。

定义遥爪聚合物(telechelic polymer)又称“远螯聚合物”。分子链两端带有反应性官能团的低聚物。因其分子中的活性基团犹如两只爪子遥遥地占据了链的两端,故名。其分子量不高,呈液状,在加工时可采用浇铸或注模工艺,最后通过活性端基的交联或链的伸长成为高分子量聚合物。通过逐步聚合反应制成的,在大分子链两端带有羧基、羟基、或胺基等反应单体所具有的官能团的聚合物,如聚酯和聚酰胺等,都不属于遥爪聚合物。

特点采用带有特定官能团的自由基引发剂,例如4,4'-偶氮-双(4-腈基戊酸)引发烯类或双烯类单体进行自由基聚合,随后通过双基重结合方式链终止,即可制得端羧基遥爪聚合物。或者采用适当的链转移剂,也可以制得此类聚合物。采用双锂型等双官能引发剂,进行负离子型聚合制得活性聚合物,经与特定试剂反应亦可制得遥爪聚合物。例如将活性聚丁二烯与环氧乙烷或二氧化碳反应,即可制得端羟基或端羧基聚丁二烯遥爪聚合物,可用作液体橡胶。采用负离子聚合方法制得的遥爪聚合物有分子量较低、分子量分布窄的特点。遥爪聚合物通过扩链过程可制成嵌段聚合物;与三官能或多官能试剂反应,即可制得交联体型聚合物。1

遥爪聚合物的合成遥爪聚合物在功能高分子的制备和应用方面有很重要的作用,通过开环歧化聚合可合成得到遥爪聚合物。例如,以(ArO2)WC4 -SnMe4为催化剂进行双环戊二烯的开环歧化聚合,聚合中以3-己烯-1,6-羧酸甲酯为链转移剂,产物为两端带酯基的聚合物,再用LiAIH。还原处理即得两端为羟基的遥爪聚合物。若用酸性物质水解聚合物则可得两端为羧基的遥爪聚合物。用降冰片烯为单体也可合成类似的双端羟基遥爪聚合物。

下式为通过开环歧化聚合制备遥爪聚合物的示意图:2

应用实例遥爪聚合物的应用实例很多,例如,阴离子聚合可以得到分子量分布很窄的两端为活泼反应基团的遥爪聚合物。

端羟基液体聚丁二烯(简称丁羟胶,英文缩写为HTPB),是一种液体遥爪聚合物,是一种新型液体橡胶。

酸酐改性PCL、二异氰酸酯改性PCL制备遥爪聚合物。

光敏感遥爪聚合物:聚4-乙烯基吡啶等。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学