齊聚物

低聚反應產物

又稱低聚物、寡聚物。低聚反應產物。分子量在1500以下和分子長度不超過5納米的聚合物。分子量和分子長度在上述範圍以上的是高聚物。低聚物的性質與高聚物不同,能溶解、蒸餾、形成晶形或無定形物質。低聚物的物理化學性能隨分子量不同而變化,是一個不完全聚合的聚合物。如未交聯固化前的環氧樹脂、不飽和聚酯、低分子量聚醚等。某些單體在不同的條件下,能生成不同的聚合物。例如苯乙烯在用過氧化二苯甲醯作引發劑時生成高聚物,在用硫酸作催化劑時生成低聚物。

定義


齊聚物
齊聚物
齊聚物,也叫低聚物,英文名為oligomer,最早是van der want和Stavermann仿照天然產物中的低聚糖低聚肽創建此詞。低聚物與高聚物當時是根據聚合物中同系物的分子量大小與X射線衍射長周期的關係加以區別的。它們的關係是,X射線衍射的長周期隨同系物的分子量的增加而增加,但分子量增加到一定程度時,X射線衍射的長周期就不再增加,變得與同系物分子量的增加無關。同系物的分子量繼續增加約達10時,將呈現矢量性質(vectorial properties),如具有成膜和形成纖維的性能,這就是高聚物的特徵了。因此,認為在出現X射線衍射長周期與分子量無關時,此時的分子量以下的同系物成為低聚物。此時的分子量以上,到出現矢量性質以下的同系物稱為準低聚物(pleionomer)。隨著應用上的要求,無論從聚合物中矢量性質的出現,或分子量達臨界值時的粘度突躍,還是從低聚物在實際應用中的分子量範圍考慮,通常認為二聚以上,分子量10以下都叫低聚物。

發展


人類很早便開始利用低聚物,20世紀30年代以來低聚物更是得到了極大發展和重視,其主要原因在於:1)低聚物可通過固化反應形成高聚物,也即固化物。固化物的結構可因低聚物結構的不同,而作各種各樣的變化;2)低聚物的反應性能可以在很大範圍內變化。低聚物的固化依賴低聚物的 官能團反應,通過不同官能團、催化劑及不同反應條件,可以改變低聚物的固化過程,這些因素對固化物的性能也有重要影響;3)低聚物通過固化反應,由液體轉變為固體,這一特點已經為低聚物的加工工藝充分利用了,即將固化物的形成過程與工藝過程緊密結合起來,這與先形成高聚物,然後進行加工的工藝過程是截然不同的。在這方面補充了高聚物工藝上的不足。根據低聚物的研究狀況,可分為線形低聚物、環狀低聚物和反應性低聚物。

合成方法


低聚物的合成方法,可分為兩類。其一是,單體通過低聚反應合成低聚物;其二是,高聚物通過降解製成低聚物。通過反應系統和反應條件的選擇,可以控制低聚物的結構、聚合度以及官能團的引入。其主要合成方法有以下幾類:
1. 自由基低聚
2. 陽離子低聚
3. 陰離子低聚
4. 配位低聚
5. 開環低聚
6. 基團轉移低聚
7. 低縮聚及低聚加成
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. 低聚物的化學轉化

用途


低聚物可成為重要的合成材料。如低聚酯用作聚氯乙烯的增塑劑,石油樹脂用作壓敏膠的增粘劑,低聚α-烯烴、低聚醚、低聚硅氧烷等,用作潤滑油的添加劑,在熱熔膠中,也需要用低聚物作為增粘和軟化劑.在這些用途中,低聚物的粘稠狀態是重要的.
在膠粘劑、塗料和灌封材料方面,是反應性低聚物可以充分發揮特長的地方。從節能、節省資源和防止公害考慮,研究用低聚物作為這些材料是適當的。因為低聚物可在無溶劑的情況下加工,有利於節省資源和防止公害;反應性低聚物可以在室溫或較低的溫度下,進行固化反應,有利於節能。在狀態上,通過固化反應.可以由液體轉變為固體,如前所述,可將高分子的形成過程與工藝過程密切結合起來,這對粘結、塗敷和灌封工藝來說,是非常有利的。特則是對大面積施工,如在船舶、飛機、車輛上施工,或對複雜幾何形狀處所的施工,使用低聚物的優點,顯得非常突出。
使用液體橡膠於火箭固體推進劑的製造,是低聚物的重要應用,已成功地應用於各種類型的固體火箭中。反應性低聚物還成功地作為增韌劑,用於熱固性樹脂的增韌。如丁腈羧增韌環氧樹脂,克服了環氧樹脂的主要缺點——脆性。
現在,對塗料的要求,最好是無溶劑、低粘度或高固體含量。實際上,這些要求只有用低聚化才能滿足。因為低聚物的主鏈、側基和端基,都可進行化學轉化,以適應塗料性能的需要。
在電工設備中的各種器件,需要用各種性質的低聚物進行灌封、注塑、浸漬和包封。特別是這些設備用於導彈、衛星、飛機及火炮的製造中,更需要這樣處理,以便在強烈的振動中,保證它們的功能。
低聚物也可以用於製作阻尼材料。阻尼材料主要用於減振和降低雜訊,以改善環境和產生好的音響效果。
在造紙方面,要用多種低聚物作為處理劑以賦予不同的性能。在化妝品和日用品製造中,低聚物主要用作油分和表面活性劑。
聚合度較低的低聚物可以作為天然有機化合物的代替品,因為它具有與天然有機化合物相同或類似的結構,或具有同等的功能。如由烯烴低聚物合成高級醇、脂肪酸;由氨基酸制低聚肽;由異戊二烯合成萜烯;由丁二烯的環化聚合,合成香料;由液體聚丁二烯制類似幹性油的塗料;以及由環氧化合物的開環聚合,製表面活性劑、冠醚等。隨著生物工程科學研究的發展,如低聚肽和低聚核苷酸等與生物有關的低聚物受到重視,研究了它們的生物功能和在醫藥上的應用。