含磺酸基团的含氟嵌段共聚物的溶液性能及其应用.pdfVIP

维普资讯 第 2期 高 分 子 学 报 No．2 2005年 4月 ACTA POLYMERICA SINICA Apr．，2005 含磺酸基 团的含氟嵌段共聚物的溶液性能及其应用 王 锋 李 虹 张兆斌 胡春圃 吴树森 (华 东理工 大学材料科学与工程学院 上海 200237) 摘 要 利用原子转移 自由基聚合以及随后的磺化反应合成 了一系列具有不 同含氟量和磺化度 的嵌段共聚 物 P(SSt．b-FNEMA)(PssF)．通过溶液粘度和表面张力的测定 ，研究 了该含氟嵌段共聚物独特 的溶液行为 ．实 验结果表 明，PssF能显著 降低 Ⅳ一甲基吡咯烷酮溶液的表面张力 ．然而 ，与 Ⅳ一甲基 吡咯烷酮溶液 的表面性能不 同，PSSF不能显著地 降低水溶液的表面张力 ；当 PSSF中和成钠盐后 ，水溶液 的表面张力趋于一致 ．进一步通 过 TEM、H．NMR考察 了PSSF在不 同溶液中的形态 ，发现 PSSF在水溶液中以核壳结构存在 ，而在 Ⅳ一甲基吡咯 烷酮溶液 中主要 以胶束 的形式存在 ．初步考察 了PSSF对聚氨酯脲．丙烯酸酯(PUA)复合水分散液的改性效果， 发现 只需加入少量 的 PSSF，就可使 PUA膜的吸水率从原来的 10wt％下降到4wt％． 关键词 含氟嵌段共 聚物 ，溶液性能 ，形态 ，聚氨酯 含氟聚合物表现出低表面能、高热稳定性 、高 (AIBN，CP)分别在正 己烷和 乙醇 中重 结 晶后使 化学惰性等特性 ，作为特种高分子材料 ，被广泛用 用 ．溴化亚铜 (CuBr，CP)，按文献 [5]方法精制 ．三 作涂料 、表面活性剂 、润滑剂等 ¨J．含氟嵌段共聚 氟 甲苯 (CP)、1，2-二氯乙烷 (AR)和二 甲苯 (AR)， 物兼具含氟聚合物 的特性 ，还表现出由于嵌段共 经减压蒸馏后使用 ．甲基丙烯酸 2．(全氟壬烯氧 聚物的微观分相行为等引起的独特 的宏观性质 ， 基)乙酯 (FNEMA)，实验室 自制 ．异佛尔酮二异氰 因而引起了人们的兴趣 ． 酸酯 (IPDI，由德国Htils公司生产)、聚己二酸新戊 含氟聚合物 的合成方法已 日趋多样化 ，然而 二醇酯 (P756，羟值 56mgKOH／g)，直接使用 ．其它 目前绝大多数 的含氟聚合物属于疏水型，这就限 原料均为化学纯 ，未经处理直接使用 ． 制了它们的应用 ．李虹等 。利用基团保护法和原 1．2 含磺酸基团的含氟嵌段共聚物的合成 子转移 自由基 聚合 (ATRP)技术合成 了部分水溶 将烧瓶边烘烤边抽真空一通氮气 ，反复操作 3 性的含羧基的含氟嵌段共 聚物 ，但羧基 的亲水性 次后加入定量 的 CuBr和 bpy，然后在氮气保护下 较弱 ；与此同时 ，通过 ATRP反应和磺化法合成 了 用注射器依次加入苯乙烯 、二甲苯和引发剂 a一溴 具有不同含氟量和磺酸基团的嵌段共聚物 ，但 由 乙苯 ．烧瓶密封后置于 110oC的油浴 中，反应至预 于磺酸基团含量较低 ，所以在水 中也不能溶解 ，为 定时间后取 出．产物在 甲醇中沉淀后过滤 、干燥 ， 此我们进一步合成了既能溶于水又能溶于某些有 再用四氢呋喃溶解 ．溶液经 A1O，柱 吸附除去铜 机溶剂的这类含氟嵌段共聚物 ．前文报道 了这类 盐后 ，在 60℃下真空干燥至恒重 ，得 到大分子引 含氟嵌段共 聚物的 Ⅳ．甲基 吡咯烷酮和水溶液 的 发剂溴代聚苯乙烯 (Ps．Br)．以Ps．Br为大分子引 表面性能 ．本文侧重研究了它们在不 同溶剂 中 发剂 、bpy／CuBr为催化剂 、三氟甲苯为溶剂 ，引发 的溶液行为和形态 以