核壳型含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能.pdfVIP

摘要 摘 要 聚合物材料表面性能主要与其表面化学组成、分子链在表面的排列堆积以及分 子链的末端基团等因素有关，含氟丙烯酸酯聚合物由于具有独特的长链氟烷基结构， 因此具有极低的表面能、良好的拒水拒油和自清洁性、优异的耐热性能和化学稳定 性等，在功能涂层、织物整理、生物医用、航空航天以及微电子等领域已得到广泛 的应用. 本文第一部分首先采用半连续预乳化法制备了纯丙烯酸酯乳液，通过改变单体 的配比、单体的滴加方式、反应温度控制、乳化剂、引发剂用量、搅拌速度以及滴 加时间考察了这些因素对乳液聚合的稳定性、单体转化率、乳胶膜的耐水性以及乳 胶粒子结构的影响，并最终获得了一个合适的聚合方案，为后面含氟乳液的合成提 供了一个较好的配方。 第二部分本文以过硫酸铵 (APS)为引发剂，十二烷基硫酸钠(SDS)和壬基酚聚氧 乙烯醚(OP一10)的混合物为乳化剂，全氟单体（Zonyl TM ），丙烯酸丁酯(BA)、甲 基丙烯酸甲酯(MMA) 、丙烯酸(AA)为共聚单体，进行乳液共聚合。在末使用含氟乳 化剂的情况下，合成了稳定的乳液。考察了乳液的稳定性、乳胶粒的粒径，研究各 个单体用量对乳液聚合的影响，并且通过DSC、FT-IR对共聚物的结构进行了表征。 随后研究乳液成膜后的性质，如疏水性、吸水率等。用接触角测定方法研究了乳胶 膜的表面性能。结果表明，随着含氟单体用量的增加，合成的乳液所成的膜，其表 面接触角逐渐增大，表面自由能显著降低;当含氟单体的用量为15wt% 时，其表面接 触角为120°。再增加含氟单体的用量，表面接触角的变化不是很明显。经过热处理 后，表面接触角的有一定程度的增大。 但其仍存在的问题是含氟单体用量过高，工业应用成本过高，给实际应用带来 了困难。因此本课题基于“核壳结构”，在不改变乳液单体组成的前提下控制乳液 粒子结构，使核层和壳层具有不同的玻璃化转变温度，软核能够使乳液具有较低的 MFT ，既使室温成膜性能较好，含氟硬壳则赋予涂膜较高的硬度，从而改善丙烯酸 系乳胶膜的抗沾污和拒水能力。本文在壳层引入含氟链段不仅使聚合物具备了含氟 丙烯酸酯优良的性能，而且大大减少了含氟单体的用量，使其更具实际应用的潜力。 关键词：乳液聚合 共聚物 含氟丙烯酸酯 核壳结构 I 含氟丙烯酸酯核壳乳液的合成及性能研究 ABSTRACT Many important properties of solid material are dependent on the surface chemical structure and atomic composition.Polymers containing perfluorinated alky side chains have attracted much attention due to their unique properties， such as high chemical and thermal stability，outstanding antiadhesive and oil- repellent properties， low refractive index and low dielectric constant.Therefore，fluoropolymers are used prevalently in the textile ，coatings and carpet industries. Low surface energy is a key property of these polymers which Prevents sticking/adhesion，polymer blending and degradation. First part in this dissertation ， the particles were synthesized by semi-batch method dropping acrylate pre-emulsion.The