叔碳单体的五大特征

叔碳酸酯是羧基α碳全部被烷烃取代的饱和一元羧酸酯。如下图所示，从结构上看它由两部分组成，以R为代表的是可以参加反应的酯基，而在蓝色部分是叔碳酸基。

其共同的结构特征是该酯的羧酸α碳被三个烷基取代，形成一个庞大的，多支化的，亲脂疏水的叔碳基团。

叔碳酸酯通过共聚聚合可得到叔碳聚合物，其中的叔碳基团可在五方面做出贡献，使之与众不同，可用于制备具有出色环保性、耐受性、装饰性和施工性的叔碳涂料。

(1) 叔碳基团提供“盾牌效应”

根据Newman六位法则，从下面叔碳酸的构象图中我们可以发现，叔碳酸相较其他的羧酸，其叔碳基团对于羧基有最大的空间位阻，这导致了叔碳酸酯的酯键难以分解。

　　叔碳基团的空间位阻不仅体现在对其自身酯基的保护上，它也可以对其相邻的单体上的易被分解的基团提供空间位阻，使其难以被分解，如下构象图所示，叔碳基团可以保护临近的醋酸乙烯单体的酯键不被分解：

叔碳基团的大空间位阻保护自身，聚合物中邻近化学键（包括交联化学键）免于分解，被称为“盾牌效应”(shield effect^[2])，叔碳基团就像盾牌一样保护所在的叔碳聚合物和叔碳涂料，显著提高它们的耐化学性和耐气候性。

(2) 叔碳基团可以降低所在聚合物粘度

叔碳基团大的体积结构，降低了分子间的作用力（氢键，缠绕）从而降低了所在聚合物的粘度。其适合于制备高固体份、无溶剂型、水性分散体型和光固化低VOC涂料。

此外，低粘度提供良好的颜填料润湿性和良好的流平性，从而提供良好的涂料外观。

(3) 叔碳基团可增强所在聚合物的刚性或柔性

随着叔碳酸酯的叔碳基团的总碳原子数和叔碳基团的支链化程度和结构不同，叔碳酸酯的单体的“软硬度”不同，可以增强所在聚合物的刚性或柔性。以叔碳酸乙烯酯为例，其不同单体有不同的玻璃化温度，特戊酸乙烯酯为86℃，新壬酸乙烯酯为70℃，新癸酸乙烯酯为-3℃，新十一酸乙烯酯为-40℃。

利用软壳硬核的叔碳乳液可以制备超低VOC环保涂料。利用硬壳软核的叔碳乳液可以制备抗粘连的涂料。此外，它们可因需求调节涂料的刚性和柔性。

(4) 叔碳基团可增强所在聚合物的疏水亲脂性

叔碳基团导致叔碳酸酯在水中溶解度比其它单体小的多^[3]，如叔碳酸乙烯酯在20℃下100克水中的溶解度小于0.001克，这说明叔碳基团为其带来了极强的疏水亲脂性。叔碳基团极强的疏水亲脂性可以阻止极性化学物质对所在的聚合物渗透，提高其耐水性和耐化学性，同时也提高所在聚合物脂溶性。

(5) 叔碳基团可降低所在聚合物的表面张力

随着叔碳基团在聚合物中质量的增加，所在聚合物表面张力呈现下降趋势。在叔醋乳液中，如新癸酸乙烯酯占单体质量60%时，其表面张力仅为26.6达因/厘米，小于纯丙、VAE和苯丙乳液的表面张力。也小于PVC、PE和PP塑料的表面张力，这表明叔碳聚合物对于非极性基材有着非常强的附着力。

　　综上，叔碳酸酯的叔碳基团的结构特征，可为涂料带来卓越的性能。这些性能主要具体表现在优异的耐酸耐碱性、出色的户外耐受性、改进光泽度、改进颜填料润湿性、可制备高固体份树脂、增进对塑料附着力、极强疏水性、提高耐化学性等方面。