端氨基超支化合物的粘度的研究

汪守建 王壽武 史繼斌 鄭 元 丁 浩 袁 川 李 欣 孫 通

（淮海工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005）

0 前言

端氨基超支化合物由于其獨(dú)特的支化分子結(jié)構(gòu)，分子之間無纏結(jié)，并且含有大量的端基，因此表現(xiàn)出高溶解度、低粘度、高的化學(xué)反應(yīng)活性等許多線型聚合物所不具有的特殊性能，這些性能使超支化聚合物在聚合物共混、涂料、薄膜、高分子液晶、藥物釋放體系等許多方面顯示出誘人的應(yīng)用前景［1-6］。

端氨基超支化合物其表面豐富的胺基、亞胺基以及季銨基團(tuán)的存在，使其有望用于纖維素纖維的陽離子改性，從而實(shí)現(xiàn)活性染料的無鹽染色，減少印染污水的含鹽量，有利于印染污水的回用；同時這些豐富的端氨基的存在，使端氨基超支化合物鹽具有良好的抗菌性能，用于紡織品的處理可實(shí)現(xiàn)織物的抗菌功能；另外端氨基超支化合物及其季銨鹽本身所具有的紫外吸收性能，可提高紡織品的抗紫外性能［7］。因此，端氨基超支化合物將有可能在未來的紡織品工業(yè)中得到推廣應(yīng)用。本實(shí)驗以端氨基超支化合物為主體，研究了其粘度的相關(guān)影響因素。

1 實(shí)驗部分

1.1 試劑及儀器

試劑：端氨基超支化合物；鹽酸；氫氧化鈉；氯化鈉；氯化鉀；氯化鎂；氯化鋅。

儀器：水浴鍋；鐵架臺；烏氏粘度計；量筒；燒杯；酸度計

1.2 實(shí)驗步驟

1.2.1 濃度對端氨基超支化合物粘度的影響

端氨基超支化合物的制備按文獻(xiàn)合成。將新制備的端氨基超支化合物配成1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的水溶液，然后加水稀釋為原來濃度的相應(yīng)倍數(shù)，用烏氏粘度計（粘度計的處理：依次用三氯甲烷、乙醇、自來水洗滌晾干后再用絡(luò)酸洗液浸泡6h以上，用自來水沖洗自內(nèi)壁不掛水珠，再用蒸餾水洗3次）進(jìn)行粘度的測定，得到端氨基超支化合物在低濃度下其粘度隨濃度而變化的數(shù)據(jù)，實(shí)驗數(shù)據(jù)見表1所示。

表1 溶液濃度對其粘度影響

1.2.2 pH對端氨基超支化合物粘度的影響

準(zhǔn)確量取30mL 1％端氨基超支化合物溶液，通過加酸（鹽酸）和堿（氫氧化鈉）調(diào)節(jié)溶液的pH，用酸度計測出其pH，然后用烏氏粘度計測出相應(yīng)的pH下的溶液的粘度值，實(shí)驗數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 溶液pH值對其粘度影響

1.2.3 不同的鹽對端氨基超支化合物粘度的影響

分別準(zhǔn)確稱取2.00g氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鋅分別加入30mL 1％的端氨基超支化合物溶液中，不斷攪拌使其充分溶解，然后用烏氏粘度計分別測出各自的粘度值，實(shí)驗結(jié)果見表3所示。

溶液加鹽量/g 粘度/（mPa·s）（NaCl） （MgCl2） （KCl） （ZnCl2）0 0.5 1 1.5 2 2.5 1.5559 1.5773 1.5904 1.7114 1.6143 1.599 1.5559 1.5901 1.7796 1.7641 1.7851 1.7728 1.5559 1.4608 1.4767 1.3671 1.4549 1.4562 1.5559 1.6724 1.8123 1.8378 1.8123 1.8264

2 結(jié)果討論

2.1 濃度對端氨基超支化合物粘度的影響

由實(shí)驗數(shù)據(jù)作出端氨基超支化合物濃度對其粘度的影響（如圖1所示），由圖1可以看出：濃度對其粘度是有明顯的影響的，在實(shí)驗濃度范圍內(nèi)，濃度為0.5％時的粘度最小，也就是最符合其低粘度特性。

圖1 濃度對端氨基超支化合物的影響

2.2 pH對端氨基超支化合物粘度的影響

pH對端氨基超支化合物粘度的影響如圖2所示，由圖2可見，pH在4左右時比較大，在5～11時變化不大且其粘度值比較小，由此可以推斷工業(yè)生產(chǎn)中在低濃度下使用時，酸堿環(huán)境對其粘度影響不大。

圖2 pH對端氨基超值化合物的影響

2.3 不同的鹽和端氨基超支化合物粘度的關(guān)系

不同的鹽對端氨基超支化合物的影響如圖3所示。由圖3可見，加KCl時溶液的粘度最小，加ZnCl2時溶液的粘度最大。

圖3 不同的鹽及鹽度對粘度

3 結(jié)論

工業(yè)上為了最大化的利用端氨基超支化合物的低粘度的特性，最好使用溶液濃度為0.5％，此時其溶液粘度約為1.444mPa·s；溶液pH只要在5～11范圍內(nèi)使用，其粘度變化很??；在所研究的幾種鹽類中KCl對其粘度的影響最小，為實(shí)現(xiàn)無鹽染色和減少印染污水處理成本、實(shí)現(xiàn)印染污水的循環(huán)利用，最好對配制溶液所使用的水進(jìn)行鹽離子的預(yù)處理。

［1］Gao C，Yan D.Hyperbranched polymers：from synthesis to applications［J］.Prog Poly Sci，2004，29：183-275.

［2］Inoue K.Functional dendrimers，hyperbranched and star polymers［J］.Prog.Polym.Sci.2000，25：453-571.

［3］Cao Q，Liu P S.Hyperbranched polyurethane as novel solid-solid phase change material for thermal energy storage［J］.European Polymer Journal.2006，42：2931-2939.

［4］王生杰，范曉東，孔杰，等.端氨基超支化合物性能的測試與研究［J］.高分子學(xué)報，2006，（8）：1024-1028.

［5］王欣，范曉東，王生杰，等.可光固化超支化聚硅氧基硅烷的合成與表征［J］.高分子學(xué)，2006，（9）：1112-1116.

［6］唐黎明，方宇，由虎，等.超支化聚硅氧基硅烷的合成及其表征［J］.高分子學(xué)報，2005，（2）：301-304.

［7］張峰，陳宇岳，張德鎖，等.端丙烯酸酯基超支化聚（酯-胺）的結(jié)構(gòu)分析及光固化［J］.印染，2007，（17）：1-4.