支化(高分子化学)及特殊类型的支化聚合物
支化(高分子化学)
在聚合物化学中,支化是通过单体亚基上的取代基(例如氢原子)被该聚合物的另一共价键合链取代而发生的;或者,在接枝共聚物的情况下,被另一类型的链取代而发生的。支化聚合物具有更紧密和对称的分子构象,并且相对于未支化聚合物表现出内部非均相动力学行为。在硫化交联橡胶中,短硫支链将聚异戊二烯链(或合成变体)连接成多支链热固性弹性体。橡胶也可以完全硫化,变成坚硬的固体。聚碳酸酯链可以交联形成坚硬、耐冲击的热固性塑料,用于安全眼镜。
支化可由碳-碳或各种其他类型的共价键形成而产生。酯键和酰胺键的支化通常是通过缩合反应,为每个键生成一个水分子(或HCl)。
支化但未交联的聚合物通常是热塑性的。在聚合物的合成过程中,有时会自发地发生分支;例如,通过乙烯的自由基聚合形成聚乙烯。事实上,防止分支产生线性聚乙烯需要特殊的方法。由于聚酰胺的形成方式,尼龙似乎仅限于无支链的直链。但是“星形”支链尼龙可以由二羧酸与具有三个或更多氨基的多胺缩合而成。在酶催化葡萄糖聚合形成糖原(动物)和支链淀粉(植物)等多糖的过程中,支化也会自然发生。淀粉的无支链形式称为直链淀粉。
支化中产生的是一个交联网络结构,如酚醛树脂,一种酚醛热固性树脂。
特殊类型的支化聚合物
接枝聚合物分子是其中一个或多个侧链在结构或构型上与主链不同的支链聚合物分子。
星形聚合物分子是其中单个分支点产生多个线性链或臂的支链聚合物分子。如果臂相同,则星形聚合物分子被认为是规则的。如果相邻的臂由不同的重复亚基组成,则星形聚合物分子被认为是杂色的。
梳形聚合物分子由具有两个或多个三元分支点和线性侧链的主链组成。如果臂是相同的,则称梳状聚合物分子是规则的。
刷状聚合物分子由具有直链,直链侧链的主链组成,并且其中一个或多个分支点具有四向官能度或更大的官能度。
聚合物网络是其中所有聚合物链相互连接以通过许多交联形成单个宏观实体的网络。例如热固性或互穿聚合物网络。
树枝状聚合物是重复分支的化合物。
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