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齐聚物

又称低聚物、寡聚物。低聚反应产物。分子量在1500以下和分子长度不超过5纳米的聚合物。分子量和分子长度在上述范围以上的是高聚物。低聚物的性质与高聚物不同,能溶解、蒸馏、形成晶形或无定形物质。 低聚物的物理化学性能随分子量不同而变化,是一个不完全聚合的聚合物。如未交联固化前的环氧树脂、不饱和聚酯、低分子量聚醚等。某些单体在不同的条件下,能生成不同的聚合物。例如苯乙烯在用过氧化二苯甲酰作引发剂时生成高聚物,在用硫酸作催化剂时生成低聚物。

齐聚物,也叫低聚物,英文名为oligomer,最早是van der want和Stavermann仿照天然产物中的低聚糖和低聚肽创建此词。低聚物与高聚物当时是根据聚合物中同系物的分子量大小与X射线衍射长周期的关系加以区别的。它们的关系是,X射线衍射的长周期随同系物的分子量的增加而增加,但分子量增加到一定程度时,X射线衍射的长周期就不再增加,变得与同系物分子量的增加无关。同系物的分子量继续增加约达10时,将呈现矢量性质(vectorial properties),如具有成膜和形成纤维的性能,这就是高聚物的特征了。因此,认为在出现X射线衍射长周期与分子量无关时,此时的分子量以下的同系物成为低聚物。此时的分子量以上,到出现矢量性质以下的同系物称为准低聚物(pleionomer)。随着应用上的要求,无论从聚合物中矢量性质的出现,或分子量达临界值时的粘度突跃,还是从低聚物在实际应用中的分子量范围考虑,通常认为二聚以上,分子量10以下都叫低聚物。

人类很早便开始利用低聚物,20世纪30年代以来低聚物更是得到了极大发展和重视,其主要原因在于:1)低聚物可通过固化反应形成高聚物,也即固化物。固化物的结构可因低聚物结构的不同,而发生各种各样的变化;2)低聚物的反应性能可以在很大范围内变化。低聚物的固化依赖低聚物的官能团反应,通过不同官能团、催化剂及不同反应条件,可以改变低聚物的固化过程,这些因素对固化物的性能也有重要影响;3)低聚物通过固化反应,由液体转变为固体,这一特点已经为低聚物的加工工艺充分利用,即将固化物的形成过程与工艺过程紧密结合起来,这与先形成高聚物,然后进行加工的工艺过程截然不同。在这方面补充了高聚物工艺上的不足。根据低聚物的研究状况,可分为线形低聚物、环状低聚物和反应性低聚物。

低聚物的合成方法,可分为两类。其一是,单体通过低聚反应合成低聚物;其二是,高聚物通过降解制成低聚物。通过反应系统和反应条件的选择,可以控制低聚物的结构、聚合度以及官能团的引入。其主要合成方法有以下几类:

1. 自由基低聚

2. 阳离子低聚

3. 阴离子低聚

4. 配位低聚

5. 开环低聚

6. 基团转移低聚

7. 低缩聚及低聚加成

8. 分子量均一低聚物的合成如低聚肽和多肽

9. 高聚物的降解

10. 低聚物的化学转化

低聚物可成为重要的合成材料。如低聚酯用作聚氯乙烯的增塑剂,石油树脂用作压敏胶的增粘剂,低聚α-烯烃、低聚醚、低聚硅氧烷等,用作润滑油的添加剂,在热熔胶中,也需要用低聚物作为增粘和软化剂.在这些用途中,低聚物的粘稠状态是重要的.

在胶粘剂、涂料和灌封材料方面,是反应性低聚物可以充分发挥特长的地方。从节能、节省资源和防止公害考虑,研究用低聚物作为这些材料是适当的。因为低聚物可在无溶剂的情况下加工,有利于节省资源和防止公害;反应性低聚物可以在室温或较低的温度下,进行固化反应,有利于节能。在状态上,通过固化反应.可以由液体转变为固体,如前所述,可将高分子的形成过程与工艺过程密切结合起来,这对粘结、涂敷和灌封工艺来说,是非常有利的。特则是对大面积施工,如在船舶、飞机、车辆上施工,或对复杂几何形状处所的施工,使用低聚物的优点,显得非常突出。

使用液体橡胶于火箭固体推进剂的制造,是低聚物的重要应用,已成功地应用于各种类型的固体火箭中。反应性低聚物还成功地作为增韧剂,用于热固性树脂的增韧。如丁腈羧增韧环氧树脂,克服了环氧树脂的主要缺点--脆性。

现在,对涂料的要求,最好是无溶剂、低粘度或高固体含量。实际上,这些要求只有用低聚化才能满足。因为低聚物的主链、侧基和端基,都可进行化学转化,以适应涂料性能的需要。

在电工设备中的各种器件,需要用各种性质的低聚物进行灌封、注塑、浸渍和包封。特别是这些设备用于导弹、卫星、飞机及火炮的制造中,更需要这样处理,以便在强烈的振动中,保证它们的功能。

低聚物也可以用于制作阻尼材料。阻尼材料主要用于减振和降低噪声,以改善环境和产生好的音响效果。

在造纸方面,要用多种低聚物作为处理剂以赋予不同的性能。在化妆品和日用品制造中,低聚物主要用作油分和表面活性剂。

聚合度较低的低聚物可以作为天然有机化合物的代替品,因为它具有与天然有机化合物相同或类似的结构,或具有同等的功能。如由烯烃低聚物合成高级醇、脂肪酸;由氨基酸制低聚肽;由异戊二烯合成萜烯;由丁二烯的环化聚合,合成香料;由液体聚丁二烯制类似干性油的涂料;以及由环氧化合物的开环聚合,制表面活性剂、冠醚等。随着生物工程科学研究的发展,如低聚肽和低聚核苷酸等与生物有关的低聚物受到重视,研究了它们的生物功能和在医药上的应用。

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