真正新颖的聚合物平台少之又少，也许一代人才会出现一次。环氧树脂、聚氨酯、聚酯、丙烯酸酯等长期以来一直是工业支柱，这些化学平台中的每一种都有一定的优势，这取决于特定的应用需求。与此同时，提供大量节能或排放较低水平VOCs的新选择将非常有用。

大多数涂层系统含有溶剂或水，需要使用烤箱来固化或干燥涂层，这是一个能源密集型的过程。溶剂的使用也会产生挥发性有机化合物，引起监管和安全方面的担忧。在许多情况下，常规涂料会滤出非活性稀释剂、双酚A、甲醛和苯乙烯等材料，这可能对环境或健康产生不利影响。此外，某些传统涂料使用腐蚀性或敏化材料，如胺或异氰酸酯进行固化。多功能、100%反应性、快速室温固化聚合物体系将提供迄今为止任何单一技术都没有看到的许多好处。

一种新的聚合物平台将一种新型的双取代烯烃——一种独特的单体——带到了制造商的家门口。这种100%活性的材料不需要溶剂、热量或紫外线来固化，这应该让制造商重新思考如何处理各种各样的应用。这种单体、它们的衍生物和由此产生的聚合物平台将使快速固化、高性能的产品能够在环境温度下固化。因此，这项新技术有望在粘合剂、涂料、汽车、印刷和许多其他市场上改善许多产品和加工。环境固化还将扩大热敏性基材的使用，以前无法使用热固化粘合剂和涂料。最后，没有溶剂和非活性稀释剂将带来巨大的环境效益。

一个熟悉的制造业难题解决了

化学家们早就意识到，缺乏电子的双取代烯烃具有阴离子聚合的能力，在粘合剂、涂料和其他应用领域有着巨大的前景——只要这些化学物质能够在合成过程和后续应用中稳定下来。开发一种可扩展的工艺，能够为这些高活性单体提供商业上可行的产量，也仍然是一个挑战。1 - 3

现在有一种方法可以可靠地生产这些高活性材料，并将它们以工业规模推向市场。专有的稳定剂控制单体的反应性，防止在制造、运输和储存过程中降解和自发聚合。4然后使用催化剂(或在某些情况下，基底表面本身)来启动聚合反应，这可以作为一种按需反应过程在环境中发生。虽然传统的自由基引发剂也可以利用光或热激活手段来激活这种化学反应，但这种引发方法未能利用阴离子聚合所带来的高环境反应性。制造商可以自由选择最合适的催化剂方法，以提高生产速度，节省时间和能源，同时充分利用现有的加工技术。2022世界杯八强水位分析

可定制的功能

二取代烯烃单体已经被用来涂覆钢、镀锡钢、铝和玻璃，比其他技术更快，并且/或消耗更少的能量。2022世界杯八强水位分析这些新平台单体在配方后的潜在好处可能包括:

  • 环境阴离子固化-不需要烤箱;
  • 适用于不能加热的基材;
  • 耐化学和耐热性;
  • 固化速度快;
  • 光学清晰;
  • 没有盛开的;
  • 低粘度。

其中一类单体的商品名称为Chemilian™，由1,1-二取代烯烃组成，具有单个快速固化烯烃基团和两个终端基团(图1)。这些取代基终端或官能团可以相同(对称)或不同(不对称)，可以选择以创建具有不同性质的聚合物。在图1中，R1和R2将决定最终聚合物的特性，如柔韧性，刚性，结晶度，硬度和溶剂或耐化学性的程度。单，高活性烯烃基团(中心)允许在室温下快速聚合。

研究人员在探索这些单体的潜力方面只触及了皮毛。杰夫·沙利文说:“我们才刚刚开始探索可能性。”样品大小的单体批次现在正在供应给商业合作伙伴，他们正在开始对具体应用进行自己的调查。

交联的多个烯烃基团

另一类可用的单体具有商品名Forza™，具有用于交联的多个烯烃基团(图2)1和R2将影响最终聚合物的特性，而两个高活性亚甲基允许快速聚合，即使在室温下。与单功能单体相比，这些单体用于开发高强度聚合物，在涂料和粘合剂中具有更高的刚度和更高的耐热性、化学性和抗划伤性。这种单体平台在环境条件下快速交联的能力使它区别于其他阴离子固化单体，如氰基丙烯酸酯。

按需反应或“预聚合”聚合物

此时，二取代烯烃技术可配制成按需反应或溶剂型涂料。2022世界杯八强水位分析按需反应体系要么由它们所应用的表面激活，要么在底物表面不足以引发聚合的情况下，通过应用次级引发剂激活。这些体系的固化时间可以从几秒到几分钟不等，这取决于应用要求，通过改变配方中使用的单体类型或引发剂的类型和浓度。

此外，单体可以在溶剂中进行阴离子或自由基预聚合，也可以分离或配制用于特定的涂层应用。聚合特性取决于引发剂的类型和浓度、溶剂的类型和单体的性质。当达到所需的分子量时，聚合物的分子量可以通过终止该反应来调整。然后，所得到的溶剂型聚合物将准备好被复合用作涂层。实验室规模的实验表明，平均分子量在10,000-300,000之间，这取决于引发剂和溶剂的选择。在这一阶段，可以进一步加入各种添加剂来改善合成涂层的性能。Sirrus设想了一种单组分涂层配方，其中二取代烯烃单体的聚合可以在原位快速发生。

数不清的可能性

到目前为止，已经开发了数十种二取代烯烃类似物，如亚甲基丙二酸二乙酯(图3)，显示出广泛的用途。R基团可以是酯、酰胺或其他类似的基团。Chemilian是一种单体R基团是带有不同侧基的酯。表1列出了这些单体的一些基本涂层和粘结性能。大部分工作是用未配制的单体或单体共混物进行的;在使用的地方指定了配方系统。

在粘合剂应用中，烯烃单体已经证明了对极性塑料[例如，聚碳酸酯，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)，丙烯酸，高冲击聚苯乙烯(HIPS)等]和钠石灰(窗户)玻璃的粘附性，而无需引入额外的催化剂。在这些情况下，单体的聚合是由基材中碱性物质的存在引起的，随后对合成接头的搭接剪切测试表明，塑料和玻璃附着物中的基材失效。对于铝和钢等金属，在应用单体之前在表面使用引发剂可以获得高结合强度。粘附在多孔基材上，如木材，需要结合流变性改性，以防止单体的吸汗，并通过适当的次级活化剂聚合。图4和图5总结了烯烃单体的粘接性能。

潜在的应用

在许多有前途的双取代烯烃涂层应用中，有几个特别引人注目。

不含双酚A的罐头衬里

最近的媒体报道对广泛使用的食品和饮料罐涂层的安全性提出了质疑。基于bpa的环氧树脂衬里被认为对消费者构成潜在风险。另一方面，用双取代烯烃制成的涂料不含BPA。此外，快速固化的前景可以提高生产速度和降低加热成本。

聪明的涂料

由于二取代烯烃单体可以通过结合与主链相结合的各种侧基进行功能化，并且这些实体可以进行活阴离子聚合，因此可以合成的单体范围非常广泛，以促进智能涂料。例如，通过这种技术，可以对金属进行表面改性，以产生防水、耐腐蚀或抗菌表面。

复合粘结剂

二取代烯烃单体的高反应活性使它们成为用作复合粘合剂的良好候选者。单体可以被玻璃纤维、微珠和粉末以及其他基本成分的表面激活，形成可用于绝缘、封装和灌封应用的增韧、高填充体系。使用高填料负荷可显著降低合成复合材料的成本，填料表面的活化可实现优异的附着力和快速加工。

活性稀释剂

二取代烯烃单体可以被两组份环氧胶粘剂和涂料体系中常用的胺基催化剂和活化剂体系激活。烯烃单体粘度低，可作为目前使用的活性稀释剂的替代品。烯烃单体采用无卤素工艺制备，反应快，可能与主要活性低聚物体系提供机械性能协同作用。

结论

一种新的，100%活性，节能，无溶剂，低voc的聚合物平台，用于配制涂料。快速室温固化的双取代烯烃单体为各种以前不可行的增值粘合剂和涂料提供了许多可能性，不需要溶剂、热或紫外线固化。这项新技术在制造、组装和原材料方面提供了潜在的重大改变和节省，具有更强的环境适应性，并能够使用热敏基板。预计粘合剂、颜料和涂料行业的领导者将渴望进一步研究配制的双取代烯烃体系的性能。正如杰夫·沙利文(Jeff Sullivan)所说:“尽管仍处于起步阶段，但没有人知道这项技术可能释放出的潜力。”

参考文献

1美国专利号2330,033 - d。Alelio盖太诺

2美国专利号3,221,745- Coover等。

3美国专利号3,758,550- Eck等。

4美国专利号8,609,885 B2- Malofsky等。