含氟丙烯酸酯聚合物结构对性能的影响分析

将含氟基团引入丙烯酸酯合成的丙烯酸聚合物,不仅具有丙烯酸酯原有的各种性能优势,还可以赋予其更多含氟化合物的特性。介绍了含氟丙烯酸酯类聚合物的主要种类(均聚物、共聚物)及其典型的合成方法,总结分析了影响含氟丙烯酸酯类聚合物性能的关键因素,指出合成更加环保、成本低廉、性能媲美长链氟丙烯酸酯等优异表面性能的含氟丙烯酸酯类聚合物是未来研发方向。

有机硅改性含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备及其性能研究

先合成了聚硅氧烷阴离子乳液以及链中含硅烷偶联剂和含氟单体的(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并且利用羟基缩合反应,将2种乳液混合反应,通过乳液接枝共聚的方法合成了一种高硅含量的有机硅改性氟代(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并采用了红外光谱对聚合物乳液分子进行了表征。测试结果表明:有机硅质量分数为20%、有机氟质量分数为12%的聚合物乳液涂膜综合性能最佳,较不含有机硅氟的聚合物乳液涂膜,其水表面接触角由77.5°增加到96°,24 h吸水率由5.3%下降到2.3%,耐水性大大增加;玻璃化转变温度由8.53℃下降到-2.74℃,聚合物分子链的柔顺性有所提高;同时乳液涂膜的初始分解温度提高了77～92℃,热稳定性也明显提高,说明此方法合成的高硅含量硅丙乳液可作为一类具有优良疏水性及低表面能的功能材料得以应用。

含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜表面性质

采用XPS和界面张力仪分别测定了含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜表面的组成及水在其表面的动态接触角,并用状态逼近方程模型计算了含氟聚合物乳胶膜的表面张力,考察了温度对乳胶膜润湿性的影响.结果表明,含氟聚合物乳胶膜表层较深处的F1s信号强度比近表面要弱,乳胶膜表面张力随表面氟原子浓度增加在一定程度上呈现线性下降;含氟侧链(R_f)较长(碳原子数n>6)的含氟聚合物,其表面张力随Rf单元含量增加而下降的趋势显著高于Rf较短(n≤6)的含氟聚合物,而水在含氟聚合物乳胶膜表面上的后退接触角θr随n增大出现急剧上升,n≥10时,θr值几乎恒定不再随n增大而改变.此外,参与共聚的非氟丙烯酸酯酯基碳链较短时,水在共聚物乳胶膜表面的θr随氟单元含量增加而增加的趋势更显著;温度超过40℃后,水对聚合物乳胶膜的润湿性随温度上升略有改善.

含氟/硅丙烯酸酯核壳型乳液的合成及性能

采用半连续种子乳液聚合法，在十二烷基硫酸钠（SDS）／辛基苯基聚氧乙烯醚（Tx-10）复合乳化剂的作用下，合成了以丙烯酸丁酯（BA）为核，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为壳的核壳型含氟／硅丙烯酸酯聚合物乳液．利用FTIR，TEM，SEM—EDX和DSC等手段对乳液组成、乳胶粒子结构、膜表面及断面形态等进行了表征，讨论了氟／硅含量对聚合物膜性能的影响．结果表明，核-壳粒子尺寸为20～30nm，乳液膜的性能与膜表面氟和硅的含量及相容性有较大的相关性，当m（氟）：m（硅单体）=3：1时，形成的膜均匀透明，吸水率较低，尺寸稳定性较好．

丙烯酸酯化学改性含氟聚合物涂料的新进展

评述了两类丙烯酸酯化学改性含氟聚合物涂料的新进展,即氟化丙烯酸酯单体与不含氟单体的共聚物以及丙烯酸酯单体对含氟共聚物的改良物。指出今后的研究方向为:提高高耐候性含氟聚合物涂膜的防粘污性能,发展可以在较短时间内有效预测此类涂料服务年限的方法,确定乳胶粒结构与单体间比率的关系。

长链聚硅氧烷接枝(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备及性能

该文首先合成了聚硅氧烷阴离子乳液和链中含硅烷偶联剂的(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,然后通过乳液接枝共聚的方法,利用羟基缩合反应合成了一种高硅含量的硅丙聚合物乳液。结果表明,有机硅质量分数为20%的聚合物乳液涂膜性能最佳,与不含有机硅的聚合物乳液涂膜相比,其水表面接触角由77.5°增加到95°,24 h吸水率由4.9%下降到2.3%,耐水性大大增加,同时玻璃化转变温度由8.53℃下降到-1.36℃,聚合物分子链的柔顺性有所提高,说明该法合成的高硅含量硅丙乳液涂膜可作为一类具有优良耐水性及良好的表面疏水性的功能材料得以应用。

空间稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的制备研究

以分子链一端为巯基的聚乙烯醇（PVA-SH）为保护胶体，合成了空间稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液。在微碱性乳液聚合条件下，成功制备出异丙氧基硅烷含量高达11．2％（质量分数）的硅丙聚合物。经傅里叶变换红外光谱测定证明，在种子乳液聚合阶段，PVA-SH与MMA单体发生了接枝反应，形成具有PVA-S-PMMA结构的线型两亲接枝聚合物。TEM观察显示，所得到的乳胶粒大小均匀并且PVA-SH对其包覆均匀完整。凝胶渗透色谱（GPC）的测试结果表明，PVA-SH和（或）PVA-S-PMMA稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物的数均相对分子质量（Mn）可以控制在60000-70000之间。在水解性能十分稳定的异丙氧基硅烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的成膜过程中，可以通过调节pH值到微酸性，催化硅氧烷基团的水解反应，提高聚合物膜的交联速率和密度。PVA-SH稳定的异丙氧基硅烷改性P（MMA-BA）共聚物乳液能够经受24000r／min（约62m／s）的高速剪切作用而保持粒径的稳定性。这种聚合物乳液能获得性能良好的涂膜，是潜在的新型建筑涂料的成膜物质。

含氟丙烯酸酯聚合物修饰纳米二氧化钛粒子的制备

经硅烷偶联剂KH550表面预处理后,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米TiO_2粒子表面引入低表面能的含氟丙烯酸酯聚合物。运用傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法,对改性前后纳米TiO_2粒子的形貌和结构进行了系统研究。结果表明:KH550与纳米TiO_2粒子表面发生了缩合反应,纳米粒子表面接枝了氨基基团。硅烷偶联剂的用量增加,可显著提高最终产物的接枝率。含氟丙烯酸酯聚合物的接枝率最终可达38.5%。将接枝后的纳米TiO_2粒子负载在蓝湿革上,纳米粒子的团聚显著减少,分散性和疏水性能均得到提高。

含氟丙烯酸酯聚合物乳液研究新进展(Ⅱ)——新体系:FPUA,PTFE-PA,PFASi与PFA-Nano

综述了含氟丙烯酸酯聚合物乳液的新体系合成的研究进展,包括含氟聚氨酯-丙烯酸酯聚合物体系、聚四氟乙烯-丙烯酸酯聚合物体系、含氟硅-丙烯酸酯聚合物体系和含氟丙烯酸酯聚合物-纳米粒子体系,并预测了其研究发展方向。

阳离子型含氟丙烯酸酯聚合物的合成、性能及应用

以2-甲基丙烯酰氧乙基十六烷基季铵盐、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为共聚单体,采用阳/非离子乳化体系合成了阳离子型含氟丙烯酸酯共聚物CFPA-R。AFM观察表明,CFPA-R聚合物乳胶膜具有明显的微相分离。抗菌试验显示,CFPA-R具有较好的抗菌性能,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抗菌性能相当,MIC为18～20 g/L,而对真菌类黑曲酶的抗菌性能较弱,MIC高于30 g/L。CFPA-R应用于织物整理,拒水性能明显提高;应用于皮革涂饰,涂层耐湿擦能力显著增强。

含氟-硅丙烯酸酯聚合物乳液的合成及应用

合成方法采用复合乳化剂合成核中含氟的丙烯酸酯,壳中含有氟-硅两种元素的丙烯酸酯乳液,此水性乳液具有良好的贮存稳定性。用其做成涂料时成膜温度较低,涂层具有耐污染性,耐候性,耐水性,涂层的抗冲击强度及弹性非常优异。

含氟丙烯酸酯聚合物乳液研究现状与应用

综述了含氟丙烯酸酯聚合物与疏水疏油作用相应的结构特点和改性机理,分析了含氟丙烯酸酯的合成技术及应用现状。研究结果表明:乳液聚合法是目前该类材料的主要合成方法,在使用较低含量氟单体的情况下达到聚合物较好的表面性能,制备性能优异、价格低廉、符合环保要求的水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液,并扩大其应用市场成为目前研究的重点。

氟硅改性丙烯酸酯聚合物的制备

本文通过乳液聚合的方式,将正硅酸乙酯(TEOS)水解后与硅烷偶联剂(KH-570)反应,再加入含氟单体(FM)、丙烯酸酯类单体(MMA、BA)、亲水单体(DMC)等制备了氟硅丙烯酸酯聚合物。实验结果表明,TEOS最佳水解条件为TEOS:乙醇:水=1:8:4,反应时间12h;氟硅丙共聚物最佳合成条件为ω(KH-570)=2%,ω(FM)=30%,m(MMA):m(BA)=6:3,ω(DMC)=20%,ω(HEA)=0.5%,ω(KPS)=0.5%,聚合时间为6h。

分子结构对含氟丙烯酸酯嵌段聚合物/环氧树脂自分层涂料的影响

利用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET-ATRP)合成了一系列不同共聚组成及相对分子质量的聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯(PBMA-b-PDFHMA)嵌段共聚物,并将其与环氧树脂E-20共用制备了混合涂料。基于各个组分及基材的表面能对混合涂料的分层行为进行了理论预测。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜证实了部分涂料在固化阶段发生了明显的分层行为。当相对分子质量较小时,含氟链段的含量对分层行为影响不大;当相对分子质量较大,含氟链段含量高时,自分层行为才容易发生。当含氟嵌段聚合物相对分子质量为1×10^(4),含氟链段占嵌段共聚物质量的20%时,自分层涂料漆膜分层情况最好且水接触角达到108°。当含氟嵌段聚合物相对分子质量为3×10^(4),含氟链段含量为20%时,其综合性能最优。

涂料用含氟丙烯酸酯聚合物的研究进展

含氟丙烯酸酯聚合物除具备丙烯酸酯聚合物本身成膜性好等特点外,还表现出氟聚合物的优异性能,如高硬度和低表面能等,在要求特殊性能的涂料领域获得广泛应用。本文简述了有机氟树脂的结构特点和性能,介绍了氟碳树脂的制备改性方法及含氟丙烯酸酯聚合物乳液的研究现状和进展,并对其应用前景进行了展望。

含氟丙烯酸酯聚合物乳液的研究进展

介绍了含氟丙烯酸酯聚合物乳液主要类型及研究进展,展望了含氟丙烯酸酯聚合物乳液的发展动向。

空间稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的制备研究

以分子链一端为巯基的聚乙烯醇(PVA-SH)为保护胶体,合成了空间稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液。在微碱性乳液聚合条件下成功制备出异丙氧基硅烷质量分数高达11.2%的硅丙聚合物。在水解性能十分稳定的异丙氧基硅烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的成膜过程中,可以通过调节pH值到微酸性,催化硅氧烷基团的水解反应,提高聚合物膜的交联速率和密度。PVA-SH稳定的异丙氧基硅烷改性P(MMA-BA)共聚物乳液能够经受24 000 r/min(约62 m/s)的高速剪切作用而保持粒径的稳定。

含氟嵌段丙烯酸酯聚合物/环氧树脂自分层涂料的制备与性能

利用引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR-ATRP)合成了一系列结构可控的含有含氟丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的两嵌段丙烯酸酯聚合物,即聚(甲基丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯)-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯[P(BMA-co-GMA)-b-PDFHMA,BGF]。将嵌段聚合物与环氧树脂混合制备自分层涂料。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜-能谱分析仪(SEM-EDS)测试表明,当两嵌段聚合物中P(BMA)-co-GMA与PDFHMA的相对分子质量分别为5 300和2 300、GMA结构单元相对分子质量占总相对分子质量的20%,且BGF用量为10%时,漆膜固化过程中含氟嵌段聚合物可以部分迁移到漆膜表面,共混漆膜氟元素自迁移效果较好,表层氟含量达到20%以上,且增加含氟树脂中GMA含量时漆膜氟元素迁移效果下降;耐紫外老化性测试结果表明,含氟树脂的加入使得漆膜的光泽保持率更好,耐黄变性变化不大;水接触角和耐盐雾性测试结果表明,相对纯环氧树脂,加入10%含氟嵌段聚合物使漆膜的水接触角均提高到了100°以上,自分层漆膜的耐盐雾性都有一定提高,可以有效防止漆膜的起泡。嵌段聚合物的加入量低于4%时,对漆膜的基本力学性能没有影响,但光泽有一定下降。

含氟硅丙烯酸酯乳液超疏水膜中疏水基团的梯度分布与表面微观结构研究

利用含氟疏水基团的梯度分布,结合草莓形纳米SiO2粒子提供的双重粗糙表面,制备了具有类"荷叶效应"的超疏水涂膜,水接触角达(174.2±2)°,滞后角几乎接近0°.通过原子力显微镜、扫描电镜和水接触角的测试对膜表面形貌及疏水性能进行了表征;探讨了其表面微观结构与表面疏水性能的关系.草莓形复合粒子在膜表面的无规则排列赋予涂膜表面不同等级的粗糙度,使水滴与涂膜表面接触时能够形成高的空气捕捉率,这种微观结构与疏水基团的梯度分布相结合,赋予了含氟硅丙烯酸酯乳液涂膜表面超疏水性能.

含氟/硅丙烯酸酯乳液的合成进展

含氟丙烯酸酯聚合物具有良好的成膜性、光泽性、柔韧性、耐污性及耐腐蚀性,广泛应用于防腐耐候涂料。但其对基体的附着性差,对颜料、填料的润湿性差,不耐低温,加之含氟丙烯酸酯单体价格昂贵,大量使用受到限制。含氟/硅丙烯酸酯共聚物不仅兼备了含氟聚合物的诸多优良性能,而且能有效地提高与基体的附着力并降低聚合物成本。本文综述了氟/硅改性丙烯酸酯乳液常用单体;核壳型乳胶粒的结构及影响因素;氟/硅丙烯酸酯共聚物合成路线。