含氟丙烯酸酯共聚物乳膠的研究.pdf

1、含氟丙烯酸酯共聚物由于具有獨(dú)特的長(zhǎng)鏈氟烷基結(jié)構(gòu)，從而具有極低的表面自由能，能賦予基材良好的憎水憎油性，廣泛用于織物及皮革整理劑等領(lǐng)域。相對(duì)于高污染和高安全隱患的溶液聚合，含氟丙烯酸酯的乳液聚合成為了研究的熱點(diǎn)。但是，由于含氟丙烯酸酯單體在水中的溶解度較低且與一般的乳化劑相容性不好，使用普通乳液聚合的方法制備穩(wěn)定且高性能的含氟丙烯酸酯乳膠遇到了困難。現(xiàn)在，文獻(xiàn)報(bào)道一般通過加入適量的有機(jī)試劑或者含氟乳化劑來制備穩(wěn)定且高性能的含氟丙烯酸酯乳膠

2、。但是，這樣不僅提高了成本，也對(duì)環(huán)境造成了一定的污染。
　　 本文以十二烷基磺酸鈉和十三異構(gòu)醇聚氧乙烯(5)醚為復(fù)合乳化劑，采用微乳液聚合的方法，制備了丙烯酸全氟烷基乙基酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物乳膠。采用核磁共振(1HNMR)，紅外光譜(FTIR)，動(dòng)態(tài)激光粒度分析(DLPS)差熱量熱分析(DSC)，熱失重分析(TGA)，偏光顯微分析(PLM)和X射線衍射(XRD)等方法對(duì)含氟丙烯酸酯共聚物乳膠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，探討反

3、應(yīng)條件對(duì)乳膠的穩(wěn)定性影響，共聚物結(jié)構(gòu)對(duì)乳膠膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微乳液聚合含氟丙烯酸酯的最佳條件是，復(fù)合乳化劑用量在2-3％，反應(yīng)溫度控制在75-80℃。乳膠平均粒徑為32納米到66納米，乳膠膜對(duì)水接觸角最高可達(dá)108°。含氟單體的用量和種類對(duì)乳膠的穩(wěn)定性和膠膜的性能都有影響。丙烯酸全氟己基乙基酯和丙烯酸全氟辛基乙基酯可以形成較穩(wěn)定的膠乳。當(dāng)含氟單體的含量在12％到20％時(shí)，乳膠膜對(duì)水的接觸角在96°到106°，具有較好的憎水性能

4、。并且熱處理溫度對(duì)乳膠膜的憎水性能和結(jié)晶性能都有影響。
　　 分別將γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷兩種功能單體加入乳液體系中，制得了含氟硅共聚物乳膠。探討了含氟丙烯酸酯接入含硅單體對(duì)乳膠穩(wěn)定性及膠膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于含硅單體的加入，乳膠膜的耐溶劑能力和共聚物結(jié)晶區(qū)的數(shù)量都有一定程度的提高。但是，隨著含硅單體用量的增加，聚合時(shí)的凝膠率上升，乳膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性也隨之下降。含硅單體用量不宜超過

5、3％。
　　 采用丙烯酸全氟辛基乙基酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯作為單體，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為功能單體，制得了陽離子型含氟丙烯酸酯共聚物乳膠。探討采用可聚合型陽離子乳化體系對(duì)乳膠穩(wěn)定性及膠膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于DMC的加入，乳膠膜的耐熱性能和憎水能力都得到了一定程度的提高。當(dāng)預(yù)聚物和十三異構(gòu)醇聚氧乙烯(5)醚用量提高，乳液聚合穩(wěn)定性提高，乳膠的憎水性能先升高后降低。當(dāng)含氟單體量提高時(shí)，乳膠膜的憎