超支化聚酯应用于塑料、涂料和颜料领域的优点

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超支化聚酯应用于塑料、涂料和颜料领域的优点

一、超支化聚酯在塑料方面的应用

超支化聚酯在塑料方面的应用主要是增韧改性环氧树脂、作为增塑剂、作为共混流变剂以及用于制备纳米复合材料等方面。超支化聚酯应用于以下领域的优点：

1、超支化聚合物增韧改性环氧树脂

超支化聚合物增韧改性环氧树脂的应用实例及其优点：

（1）西北工业大学将端羧基超支化聚酯与环氧氯丙烷经环氧化反应制备了端环氧基超支化聚酯,并制备了EHP改性EP体系。结果表明，当EHP含量为15g时，改性EP体系性能最佳，其冲击强度和弯曲强度分别为50.4KJ/m2,201.0MPa,较改性前分别提高了213%，37%；热变形温度为147.5℃，热失重10%时的温度为360℃，较改性前分别下降了9%，7.7%。

（2）以对苯二甲酰氯和对羟基苯甲酸及超支化H20为原料制得哑铃状液晶聚合物（HLCP-OH),在环氧树脂中加入5%的HLCP-OH可使材料冲击性能提高近2倍，热分解温度提高5-30℃。

20世纪90年代以来，利用液晶化合物增韧环氧树脂引起人们广泛关注，特别是利用热致液晶聚合物（TLPC)增韧环氧树脂，可以显著提高环氧树脂的韧性，同时也改善了环氧树脂的强度和耐热性。

2、超支化聚酯作为增塑剂

        与相同分子量的线型聚酯相比较，超支化聚酯的优点：

（1）具有更高的末端基密度，更大的自由体积，所以超支化聚酯增塑剂能增大增塑体系内分子的运动性能；

（2）用超支化聚酯改性后的增塑剂保留了原高分子量聚酯增塑剂的低挥发性和低扩散率；

（3）具有较强的极性，能使其与其他增塑剂复配使用时起到吸引和固定其他增塑剂不向表面迁移的作用。

3、超支化聚酯作为共混流变剂

PVC因加工流动性较差而使其应用范围受到限制，将超支化聚酰胺酯与PVC进行共混，可明显降低PVC的熔融表观黏度，并且其拉伸强度和冲击强度均明显提高。

4、超支化聚酯用于制备纳米复合材料

可利用带有羧基的多壁碳纳米管与超支化聚胺酯反应得到了超支化聚胺酯接枝的碳纳米管，然后将该碳纳米管混合在聚偏氟乙烯中制成复合膜。结果表明：超支化聚胺酯接枝的碳纳米管均匀地分散在纳米复合膜中，并使纳米复合膜的亲水性明显增强。

5、超支化聚酯用于热固性树脂的增韧剂、固化剂和胶黏剂

将超支化聚酯添加到环氧树脂热固性塑料中，增加了环氧树脂热固性塑料的均匀性，使材料呈现韧性断裂。

6、超支化聚合物用于PP纤维

加入超支化聚合物的PP纤维直径显著降低。

7、超支化聚酯作为纸张增强剂

良好的增强效果，大幅度提高纸张的抗张指数和抗撕裂指数。

二、超支化聚酯在涂料方面的应用

超支化聚酯在涂料方面的应用主要是高固体份涂料树脂合成、无溶剂型涂料树脂合成、无溶剂UV树脂合成这几大领域发展。超支化聚酯应用于以下领域的优点：

1、超支化聚酯在固体份涂料中的应用

（1）应用于高固体份涂料中的优点：

超支化聚合物的溶液黏度比相同分子量和固含量的线性聚合物相比要低的多，所以超支化聚酯很适合应用在高固低黏涂料体系中。

（2）应用于固体涂料中的优点：

将超支化聚合物引入到固化体系中，可以克服线型低聚物的一些缺点，如涂膜严重收缩、稀释剂挥发、毒性大等。

（3）应用于粉末涂料中的优点：

固化后的粉末涂料具有用于热敏基材、低温固化、流动性好、固化速度快等优点。

2、超支化聚酯在无溶剂型涂料树脂中的应用

（1）应用于紫外光固化水性涂料中的优点：

超支化聚酯可以应用在紫外光固化涂料中，这种涂料不需要加热，可在皮革、塑料、造纸等材料上快速固化，而且固化稳定、速度较快；紫外光固化水性涂料兼备了光固化涂料和水性涂料的共同特点。

（2）应用于固体电解质材料中的优点：

由于超支化聚酯的结构独特，具有热稳定性、成膜性好等特点而适合在固体电解质材料中应用，超支化水性聚氨酯用作固体电解质时，能够解决溶剂型聚合物所带来的污染安全问题。

3、超支化聚酯用在UV固化涂料中的优点

（1）粘度比相同分子量的线形齐聚物低得多，可避免或减少使用活性稀释剂；

（2）活性端基聚集在球形分子表面，固化速度比相似分子量线形低聚物快得多；

（3）分子具有浓密分枝结构，固化时收缩率很小，有利于提高附着力；

（4）超支化体系固化后交联密度大，具有高硬度、高耐磨性和耐溶剂性等优点。

三、超支化聚酯在颜料方面的应用

超支化聚酯在颜料方面主要是用于纤维染色以及颜料分散剂这两方面，超支化聚酯应用于这两方面的优点：

1、超支化聚酯在纤维染色中的应用

与其他合成纤维相比，PP纤维具有很强的非极性特征，很难利用一般的染料和常规的方法对其进行染色，是目前最难染色的一种合成纤维，这个困扰科学家多年的PP纤维染色问题，有望通过经硬脂酸部分改性的超支化PEA（超支化聚酰胺酯）得到解决。将超支化PEA作为PP染色的改性剂，结果表明：

采用标准挤出共混条件，在PP中加入4%硬脂酸改性的超支化PEA，可以制取纤维级PP；采用标准的工业纺丝操作，在260℃熔融纺丝，产物的力学性能与未改性PP完全一样；超支化聚酰胺酯的混入可通过挤出完成，这既不影响熔融纺丝过程，也不影响最终PP纤维产品的性能；通过传统的染色条件可成功制取深色纤维，所得材料的颜色具有很好的耐洗性和耐擦拭性能。显然，超支化聚酯中的酰胺基、酯基和羟基使其与染料分子产生了强烈的相互作用力。

2、超支化聚酯在颜料分散中的应用

（1）超支化分散剂对颜料有较好的分散效果，在超支化分散剂用量为15%（对颜料质量），颜料用量2%，超声40min的条件下，可制得颜料颗粒粒径为217nm、离心稳定性为83.4%、体系粘度为1.88mPa.s的超细颜料分散体系。

超支化分散剂与永固红颜料配伍性较耐晒黄颜料好，加入少量能提高颜料的湿润性，有利于超支化分散剂在颜料表面的吸附，获得更好的分散稳定性，用量应控制在5%以内。超支化分散剂具有低粘度、无污染等特点。

（2）颜料粒子的尺寸多为纳米级或微米级，这些粒子极易团聚，从而影响到实际使用效果。超支化聚酯具有高度的支化结构和较大的空间位阻，可以在提高颜料粒子的分散性和稳定性方面发挥作用。

（3）对基于超支化聚酯的分散剂进行应用测试，在工业涂料用羟基丙烯酸树脂，羟基饱和聚酯树脂中对最具有代表性的颜料：炭黑，酞菁蓝，有机红，无机的钛白等进行了分散实验，并与市售的聚氨酯型颜料分散剂进行了性能比较。得到了初步的结论，证明基于超支化聚合物能够得到适用的颜料分散剂，并且在某些施工性能上，包括稀释行为，抗流挂行为，消光性能等方面，新型的分散剂有特别的优势。

参考资料（超支化聚酯在塑料方面的应用）：

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