一种含氟共聚物乳液的制备及其性能

通过制备一种含有全氟壬烯基的含氟共聚物乳液,并考察其性能,研究了含氟单体对共聚物乳液性能的影响。以K2S2O8为引发剂,丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和全氟壬烯基烯丙基醚(PFNAE)为共聚单体,采用半连续乳液聚合的方法,制备了带蓝色荧光的含氟乳液。用傅里叶红外(FT-IR)、接触角、差示量热扫描(DSC)和热重(TG)分析等手段对制备的PFNAE-BA-MMA共聚物(PBM)结构和性能进行表征。结果表明:引入含氟单体后,聚合物的疏水性、热稳定性、玻璃化温度(Tg)都有提高。水在含氟共聚物上的接触角随含氟单体用量的增加而增大,当PFNAE占单体总质量的25%时,水的接触角为94.9°;当PFNAE占单体总质量的20%时,共聚物在221℃开始分解,429.5℃分解完全,该共聚物Tg为8.5℃。PFNAE-BA-MMA共聚物具有一定的拒水性和良好的热稳定性。     

N-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰基)肌氨酸钠的合成与表面活性

以全氟壬烯基苯基醚、氯磺酸和肌氨酸为主要原料,经氯磺化和酰胺化反应制备了含氟表面活性剂N-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰基)肌氨酸钠,用红外光谱和19F-NMR,1H-NMR对中间体和产物分子结构进行了表征.正交实验法优化了各步反应条件,氯磺化反应较佳工艺条件:n(全氟壬烯基苯基醚): n(氯磺酸)＝1: 4,四氯化碳溶剂中70 ～75℃反应5 h;酰胺化反应较佳工艺条件:n(p-全氟壬烯氧基苯磺酰氯): n(肌氨酸钠): n(氢氧化钠)＝1.00 : 1.75 : 2.00,在四氢呋喃溶剂中,室温下搅拌反应3.0 h,得含氟表面活性剂N-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰基)肌氨酸钠.以全氟壬烯基苯基醚计,反应总收率96.0%.表面活性测试结果表明,N-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰基)肌氨酸钠表面活性剂的临界胶束浓度为5×10-4 mol·L-1,其水溶液的表面张力γcmc 为22.8 mN·m-1(25℃).     

含全氟壬烯基丙烯酸酯单体合成及乳液聚合

研究了含全氟壬烯基丙烯酸酯的合成及其聚合反应。以全氟壬烯氧基苯磺酰氯为原料,经酰胺化、酯化得到N-甲基-N-p-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基乙基丙烯酸酯(Ⅲ);确定了Ⅲ的较优合成工艺条件为:n(Ⅱ)∶n(丙烯酰氯)=1∶3,室温反应6 h,含氟单体Ⅲ的收率为75.0%;并将Ⅲ与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)在K2S2O8(KPS)存在下,通过半连续乳液聚合法,制备了含氟丙烯酸酯乳液。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(1HNMR)、质谱(ESI-MS)等对含氟丙烯酸酯单体(Ⅲ)和聚合物乳胶膜的结构进行了表征;考察了乳液的稳定性、Ⅲ的含量对聚合物膜上水接触角的影响。当含氟丙烯酸酯占单体总质量的20%时,水接触角为88.2°。     

全氟壬烯基丙烯酸酯的聚合与性能

研究了含全氟壬烯基丙烯酸酯的聚合反应和拒水性能。含氟单体N-乙基-N-p-全氟壬烯氧基磺甲酰胺基乙基甲基丙烯酸酯(I)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)在K2S2O8(KPS)存在下,通过半连续乳液聚合法,制备了带蓝色荧光含氟丙烯酸酯乳液(Ⅱ)。用傅立叶红外光谱(FT-IR)表征了聚合物薄膜的结构;考察了乳液(Ⅱ)的稳定性和水在乳胶膜上的接触角;织物以10 g/L含氟整理剂(Ⅱ)、室温浸渍40 min、100℃烘干后,180℃焙烘10 min,防水性达到5级,水接触角158°,具有优良的防水性能。     

支链型醚类全氟表面活性剂的合成与表面活性

以聚乙二醇和全氟壬烯为原料制备了全氟壬烯基聚乙二醇单醚和双醚,并以红外光谱进行表征.结果表明:全氟壬烯基聚乙二醇单醚和双醚都能使水的表面张力明显降低;C9F17O(CH2CH2O)18H和C9F17O(CH2CH2O)22H的质量浓度为1.0 g/L时,其水溶液表面张力分别为24.1和26.4 mN/m;随着聚乙二醇聚合度的增加,其水溶液的表面张力变大;C9F17O(CH2CH2O)18H水溶液的临界胶束浓度为1.32 g/L.     

2－全氟丙氧基丙酰烯丙基胺／丙烯酸甲酯乳液共聚合及其性能测试

2-全氟丙氧基丙酰氟（六氟环氧丙烷二聚体）与丙烯胺酰胺化反应制得2-全氟丙氧基丙酰烯丙基胺（PFPAA）,并进一步以SDS／OP-10为复合乳化剂,过硫酸铵为引发剂,采用连续滴加法制备了该单体和丙烯酸甲酯的共聚乳液,得到了预期的稳定性良好的产品,并对其进行了表征。初步探讨了乳液中含氟单体添加量对转化率,乳液粒径以及胶膜接触角的影响。随着含氟单体添加量的增多,乳液的转化率降低,乳液粒径减小,胶膜的水接触角显著增大。     

氧杂含氟单体类聚合物织物防水防油剂的合成与应用

以氧杂含氟单体1,1-二氢-2,5-二(三氟甲基)-3,6-二氧杂-全氟-1-壬醇丙烯酸酯和1,1-二氢-2,5-二(三氟甲基)-3,6-二氧杂-全氟-1-壬醇烯丙基醚为防水防油功能单体,采用预乳化-均质-细乳液聚合的工艺制备了防水防油剂.测试结果表明,乳液稳定、性能优良,防水可达4.5级,防油可达3级;染整工厂应用试验表明,使用过程中无恶性泡沫与粘滚现象,用量少、成本低.该乳液不会产生持久性污染物,清洁、环保,符合防水防油剂乳液的发展方向.     

对全氟壬烯氧基苯磺酸钠的合成与表面活性

以全氟壬烯、苯酚和氯磺酸为主要原料,经醚化、磺化和中和反应制备对全氟壬烯氧基苯磺酸表面活性剂,用红外光谱和19FNMR,1HNMR对分子结构进行了表征。研究了醚化反应投料方式对全氟壬烯基苯酚醚收率的影响,氯磺酸和全氟壬烯基苯酚醚的配比以及反应时间对磺化反应收率的影响。结果显示,向苯酚、三乙胺和二甲基甲酰胺(DMF)的混合物中滴加全氟壬烯,比向全氟壬烯、苯酚和二甲基甲酰胺的混合物中滴加三乙胺,醚化反应收率高17%。氯磺酸和全氟壬烯基苯酚醚的摩尔比为3∶1,40℃反应2h,磺化反应收率67.6%。表面活性的测定结果表明,对全氟壬烯氧基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度为1.28×10-3mol/L,γcmc为19.23mN/m(20℃)。对全氟壬烯氧基苯磺酸钠表面活性剂性能优良。     

聚乙二醇单全氟壬烯基醚的合成与表面性能

以硼酸、聚乙二醇(PEG)和全氟壬烯为主要原料制备了聚乙二醇单全氟壬烯基醚,以红外光谱表征,并研究了其水溶液的表面性能。硼酸与聚乙二醇酯化反应以四氢呋喃作溶剂,n(PEG)∶n(硼酸)=3∶1,80℃反应3h,生成硼酸三聚乙二醇酯。聚乙二醇另一未反应的羟基再与全氟壬烯进行醚化反应,N,N-二甲基苯胺作缚酸剂,n(C9F18)∶n(硼酸三聚乙二醇酯)=3∶1,80℃反应1h,得硼酸聚乙二醇单全氟壬烯醚三酯,然后在70℃水解反应8h,得聚乙二醇单全氟壬烯基醚,收率90%左右(以全氟壬烯计)。测定了聚乙二醇单全氟壬烯基醚[C9F17O(CH2CH2O)nH]的表面张力和临界胶束浓度(CMC)。C9F17O(CH2CH2O)nH能大大降低水的表面张力,n越小,其表面张力越低。C9F17O(CH2CH2O)8H的CMC、γCMC和浊点分别为1.26×10-4mol/L,24.4mN/m,54.3℃。     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液.采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析.结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良.     

核壳型含氟丙烯酸酯乳液的合成及表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等为主要原料,采用多步乳液聚合法,合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。实验结果表明,主要单体质量比m(MMA)∶m(BA)=45∶55,核壳单体质量比为6∶4,含氟单体质量分数为7%,乳化剂质量分数为3%~4%时,制备得到的含氟丙烯酸乳胶粒子具有软核/硬壳结构,粒径为120 nm,乳胶膜吸水率为7%。通过傅里叶红外光谱法(FTIR)对乳液结构进行表征,结果表明,含氟单体参与了有效聚合;差示量热扫描(DSC)和热重分析法(TG)分析结果表明,聚合物存在两个玻璃化温度(-10.2℃和58.4℃),且热分解温度比不含氟的聚合物提高了59℃;接触角测试结果表明,当w(HFMA)≥7%时,乳胶膜正面与水的接触角为98.2,°说明所合成的核壳结构含氟丙烯酸酯乳液中有机氟富集于壳层,涂膜的耐热、疏水性良好。     

Controlled/living free-radical copolymerization of allyl glycidyl ether with methyl acrylate under Co γ-ray irradiation

An investigation on the copolymerization of allyl glycidyl ether (AGE), an epoxy-functional monomer, with methyl acrylate (MA) was performed in the presence of benzyl 1H-imidazole-1-carbodithioate (BICDT) under ⁶⁰Co γ-ray irradiation. The polymerizations revealed good characteristics of RAFT process. The content of AGE incorporation into the copolymer increased with higher monomer conversion and higher molar fraction of the AGE in the monomer feed. However, the polymerization could slow down when the fraction of AGE increased in the monomer feed, which might be attributed to the low activity of AGE. Taking advantage of RAFT process, functional block copolymer poly(AGE/MA)-block-poly(styrene) was prepared in the presence of poly(styrene) macroRAFT agent, and the copolymer was characterized by ¹H NMR spectra and GPC.     

乳化环氧改性的丙烯酸系乳液室温固化体系

将乙二醇二缩水甘油醚分散在水中制成环氧化合物乳液,并以其为交联剂,用以对丙烯酸系单体/胺基单体乳液共聚物的改性,制成了双组分室温固化乳液涂料。研究了乳化剂种类和胺基单体用量对聚合稳定性的影响,结果表明,若采用p 壬基酚聚氧化乙烯醚硫酸钠为乳化剂,且胺基单体用量低于单体总量2 5%时,可以制得稳定的带胺基的共聚物乳液。将丙烯酸系共聚物乳液和环氧乳液复合并在室温下干燥成膜,通过对聚合物膜的DSC和力学性能测试均表明,双组分体系在成膜过程中发生了交朕反应,而未加环氧化合物的单组分聚合物乳液成膜时则不发生交联。     

含氟丙烯酸酯共聚物的制备及性能

自制含氟丙烯酸酯单体与其他丙烯酸酯分别以溶液聚合和乳液聚合制得含氟丙烯酸酯溶液共聚物(Ⅰ)和乳液共聚物(Ⅱ),并与不含氟的丙烯酸酯共聚物(Ⅲ)性能进行了对比:Ⅰ在水中浸泡96h后涂膜完好,Ⅲ剥离;Ⅱ在水中浸泡24h后吸水率为12 01%～13 65%,Ⅲ为24 87%;Ⅰ、Ⅱ分别在丙酮和w(NaOH)=5%的水溶液中浸泡24h,涂膜基本完好,Ⅲ则剥离、破裂或溶解;w(氟单体)=5%时以KH-570改性Ⅰ并按上述方法测试性能,涂膜完好,硬度由HB提高到H;Ⅰ与水的平均接触角为62 1°～68 4°,Ⅱ为53 9°～61 0°,Ⅲ为29 1°～30 5°,KH-570改性Ⅰ后为63 4°～67 3°。上述结果表明:含氟共聚物涂膜的耐水性、耐碱性、耐溶剂性和自洁性均优于不含氟的共聚物,且含氟单体与KH-570具有良好的协同作用。     

烯丙基-联苯醚的合成及其共聚合

采用相转移催化法合成了一种新型的非离子型疏水单体烯丙基-联苯醚(ABE),通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等表征了单体的结构,并分别用乳液法和溶液法合成了ABE-丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)三元共聚物。溶液法合成的共聚物为细小颗粒,平均粒径为900 nm左右,比表面积为14.93 m2/g,水溶性较差;而乳液法制备的共聚物水溶性较好,特性黏数大,达37.69 dL/g,耐热性能优良。     

不需预保护羟基的侧链亲水非离子水性聚氨酯的制备与性能

以酒石酸与聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料,在不需预保护酒石酸中羟基的情况下,经过酯化反应合成了酒石酸聚乙二醇单甲醚酯(TMPEG),以其为亲水单体通过预聚体法制备了一系列非离子型水性聚氨酯(TWPU)。通过1HNMR、FTIR、TGA、拉伸测试对TMPEG和TWPU进行了结构表征与性能测试。考察了亲水单体TMPEG质量分数对TWPU贮存稳定性、力学性能、吸水率的影响。结果表明：当TMPEG质量分数为24%（以TMPEG、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷、乙二胺反应合成的预聚体的总质量为基准,下同）时,TWPU乳液平均粒径为85nm,TWPU胶膜接触角为84°,拉伸强度为7.9MPa,断裂伸长率为768%。     

细乳液聚合制备改性硅溶胶／聚丙烯酸酯复合乳液

常温下一步法制备改性硅溶胶,并通过细乳液聚合制备改性硅溶胶／聚丙烯酸酯复合乳液。考查了温度对聚合速率和单体转化率的影响以及不同乳化剂含量下聚合过程中乳胶粒粒径的变化情况;测试了乳胶膜的吸水率,并用接触角法表征了乳胶膜的表面自由能。     

高固含量丙烯酸酯乳液压敏胶制备及性能

以丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为共聚单体，以烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)和烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠（A-102）作为环保型复合乳化剂，通过无种子半连续乳液聚合工艺制备了固含量高达62%的丙烯酸酯乳液压敏胶。考察了硬单体MMA用量对乳液压敏胶性能的影响。结果表明：当MMA用量为10%（以单体总质量计，下同）时，高固含量丙烯酸酯乳液压敏胶玻璃化转变温度（Tg）为-32.6 ℃，初始热分解温度为337 ℃，水接触角为108°，环形初黏为9.53 N/25mm，180°剥离强度为10.08 N/25mm，持黏力超过72 h；与未添加MMA的高固含量乳液相比，添加10% MMA后乳液黏度从361 mPa·s降至155 mPa·s，粒径从375 nm降至350 nm，粒径分布指数从0.144增至0.214。