含氟丙烯酸酯共聚乳液合成及水性含氟分散剂的制备-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

II II 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。众所周知，含氟聚合物材料具有极低的表面能、 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。有关含氟聚 合物的合成以及聚合物结构与性能之间的关系一直是高分子领域的一个研究热 点，因此含氟高分子的制备及其性能研究具有重大意义。 利用含磷单体和含氟单体采用乳液聚合法制备了固含量约为 47.5%的防锈 氟碳乳液，我们对于影响乳液聚合的各种因素：反应温度、吸水率、接触角、盐 水腐蚀等进行了研究，总结出最佳反应条件:最佳反应温度为 80℃，吸水率减少 到 5.84%，最大接触角为 108 度,耐盐水腐蚀 15 天。使用光电子能谱(XPS)、红 外（FT-IR）、透射电镜（TEM）、接触角测试仪等表征了共聚物的表面结构和性 能。结果表明:涂膜接触角与共聚物膜表面含氟基团的密集程度有直接的联系， 膜的防水性能随着表面含氟基团含量的增大而增大，膜表面的氟组分含量远大于 共聚物的氟组分含量，在共聚物的成膜过程中，共聚物的含氟基团有迁移到膜- 空气界面的趋势，含氟侧链在膜的表面向空气中伸展，可以明显提高涂膜的表面 水接触角。该乳液成膜后对水的接触角达到 108 度左右,具有较好的疏水性，从 而大大增加了共聚物的防水性能和防腐性能，阻止了腐蚀介质对底材的腐蚀。 采用核壳乳液聚合法，制备了含有疏水性基团-CF3 低表面能氟硅乳液。研究 了聚合工艺条件和有机氟硅单体对涂膜表面疏水性能的影响，利用透射电镜 （TEM）、红外（FT-IR）、热重（TGA）、差示扫描（DSC）、XPS 光电子能谱（XPS） 等分析乳液及乳液膜和涂层的结构与性能。结果表明氟硅改性的丙烯酸酯乳液粒 子成圆球状，表面光滑圆润，在涂膜中含氟组分有明显向表面迁移的现象，在加 少量 KH-570 后，该乳液膜的热稳定性明显增加，疏水性能增强接触角到达 85 度左右。 采用自由基共聚法制备的环境友好型含氟丙烯酸酯分散剂，通过 FT-IR、UV、 DSC、斯托默黏度计等对其结构和性能进行了表征。 结果表面聚合温度为 78oC, 分散剂的最佳添加量随聚合物中氟含量的增加而减少，钛白浆的粘度随氟含量的 增加而减少。 关键词： 氟碳乳液, 防锈乳液, 核壳乳液, 分散剂. PAGE PAGE IV ABSTRACT Many important properties of solid material are dependent on the surface chemical structure and atomic composition.Polymers containing perfluorinated alkyl 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. Further applications include nonstick cookware, car finishes, aviation field, disk drives and waveguide devices. The synthesis of fluoropolymers and the relation ship between the polymer molecular structures and its properties are very interesting and have always been received much attention. Thus the study on the preparationand properties of fluoropolymers is remarkable. We use monomer of avtivity and monomer of acrylate and fluorine,the fluorinated acrylate copolymers were prep