核殼納米結構水性含氟聚丙烯酸酯乳液的合成及性能.pdf

1、聚合物材料表面性能主要與其表面化學組成、分子鏈在表面的排列堆積以及分子鏈的末端基團等因素有關。眾所周知，含氟聚合物材料具有極低的表面能、良好的拒水拒油和自清潔性、優(yōu)異的耐熱性能和化學穩(wěn)定性等，在功能涂層、織物整理、生物醫(yī)用、航空航天以及微電子等領域已得到廣泛的應用。隨著人們資源與環(huán)保意識的日益增強，如何在水分散體系中合成具有設計結構和性能的含氟共聚物有著重要的理論與現(xiàn)實意義，由于含氟單體價格高昂，性能獨特，人們希望在滿足性能要求的同時，

2、盡量減少氟單體的用量。 本論文的主要研究內容和結論如下： 1.以四氫呋喃為溶劑，全氟辛酸與甲基丙烯酸縮水甘油酯作用得到全氟辛酸2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙酯，并用紅外光譜、質譜、13C-NMR譜等對其化學結構進行了表征。 2.以過硫酸胺(APS)和亞硫酸氫鈉(SHS)作為氧化-還原引發(fā)體系，十二烷基硫酸鈉(SDS)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)的混合物為復合乳化劑，采用三階段預乳化種子半連續(xù)乳液聚合工藝，制得

3、了以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸異冰片酯共聚物為核，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異冰片酯和全氟辛酸2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙酯共聚物為殼的核殼型含氟聚丙烯酸酯乳液。并對含氟乳液的性質、核殼粒子結構以及乳膠膜的性能進行了研究。 3.考察了乳液的穩(wěn)定性，研究了各個組分用量對乳液聚合的影響；并且通過FTIR、1H-NMR、TEM、DSC、GPC、激光粒度測定等方法對共聚物化學結構和納米核殼結構進行了表征；通過ATR-FTIR、AFM、TGA、

4、XPS、吸水率、耐溶劑性、接觸角等指數(shù)研究了乳膠膜的性質。研究表明：氟元素在薄膜表面富集，且從表面至薄膜內部呈梯度分布。隨著氟含量的增加，水接觸角逐漸增大，表面能降低。當氟含量為7.7wt％時，表面能為15.5mJ/m2，低于聚四氟乙烯的表面能22 mJ/m2，通過加入少量氟單體就可以大幅度降低材料表面能，提高了材料的疏水疏油性，實現(xiàn)了分子設計的目的。 4.甲基丙烯酸與草酰氯室溫下反應3h得到甲基丙烯酰氯，三乙胺催化下，將甲基丙