含氟丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

以全氟辛基丙烯酸乙酯为主要单体,制备了核壳型含氟丙烯酸酯乳液,采用红外光谱和激光粒度对聚合物进行了表征,并对纯棉织物进行了拒水拒油整理,研究了聚合方法、整理工艺对纯棉织物表面拒水拒油性能的影响,通过SEM对整理后织物表面进行了分析。结果表明含氟丙烯酸酯乳液作为织物整理剂整理后的织物具有良好的拒水拒油性。     

全氟丁基丙烯酸酯拒水剂的合成及其应用

以短碳链含氟单体N-甲基全氟丁基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C4氟酯)、甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偏二氯乙烯(VDC)为聚合单体,采用半连续种子乳液聚合法制备了短碳链全氟丁基丙烯酸酯（PC4FA）共聚物乳液,并将其应用于织物整理上。采用FTIR、XPS表征了共聚物的结构和表面元素组成,利用AFM、SEM观察了短碳链全氟丁基丙烯酸酯拒水剂整理前后棉织物的表面形态变化。考察了拒水剂中含氟单体用量、拒水剂质量分数、焙烘温度和焙烘时间对织物拒水效果的影响。优化的整理工艺为：拒水剂中含氟单体质量分数为51.02%,拒水剂质量分数1.8%,焙烘温度180℃,焙烘时间5min。经该工艺整理后的棉织物对水的接触角可达142.5°,拒水等级为100分。     

全氟丁基丙烯酸酯拒水剂的合成及应用

以N-甲基全氟丁基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C4氟酯)、甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偏二氯乙烯(VDC)为聚合单体,采用半连续种子乳液聚合法制备了拒水剂短碳链全氟丁基丙烯酸酯(PC4FA)共聚物乳液,并将其应用于织物整理上。采用FTIR、XPS表征了共聚物的结构和表面元素组成,利用AFM、SEM观察了短碳链全氟丁基丙烯酸酯拒水剂整理前后棉织物的表面形态变化。考察了拒水剂中含氟单体用量、拒水剂质量分数、焙烘温度和焙烘时间对织物拒水效果的影响。优化的整理工艺为:拒水剂中含氟单体含量为51.02%(以单体的总质量为基准,下同),拒水剂质量分数为1.8%,焙烘温度180℃,焙烘时间5 min。经该工艺整理后的棉织物对水的接触角可达142.5°,拒水等级为100分。     

硅烷改性氟代聚丙烯酸酯乳液的合成及其应用

在阳/非离子表面活性剂及引发剂作用下,将甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二醇酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷进行乳液共聚,制得了硅烷改性的阳离子氟代聚丙烯酸酯乳液(FL-HDV)。用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对FLHDV主组分的结构进行了表征,用X射线光电子能谱仪(XPS)对乳液的成膜表面成分进行分析和表征,并讨论了硅烷改性前后及不同的整理工艺对其在涤纶织物上应用性能的影响。结果表明,与未用硅烷改性的氟代聚丙烯酸酯乳液(FLDH)对比,硅烷改性可以提高含氟聚合物的交联度,进而增加织物的拒水拒油性。XPS分析和接触角测定结果表明,在涤纶纤维表面明显存在有FLHDV膜,使得纤维与空气的界面上富集着疏水的含氟链段,而硅氧基团与纤维表面结合,从而赋予涤纶良好的拒水拒油性。在不同的工艺条件下,一浸一轧工艺处理的织物具有更高的拒水拒油等级,且弯曲刚度略低,柔软度较好。     

水性含氟丙烯酸涂料的制备及性能研究

采用自制的端烯丙基丙烯酸丁酯-含氟丙烯酸酯嵌段共聚物(DMPA)与丙烯酸的乳液共聚,制备了一种水性含氟丙烯酸乳液。采用核磁分析、红外光谱、接触角等测试方法对水性含氟丙烯酸乳液涂层的性能进行了分析。结果表明,端烯丙基丙烯酸丁酯-含氟丙烯酸酯嵌段共聚物添加量为30%时,水性含氟丙烯酸乳液的疏水效果最好,且水性含氟丙烯酸乳液制备的涂料具有最佳的综合性能。     

新型含硅丙烯酸酯乳液的制备及拒水应用

采用半连续种子乳液聚合法,以多乙烯基硅油〔Si(Tri)〕、γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(TRIS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA)为引发剂,阳离子型乳化剂十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化铵(OATAC)和非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯基醚(DNS500)为复配乳化剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂,制备出具有核壳结构的含硅丙烯酸酯乳液型拒水剂。研究了有机硅组分中Si(Tri)与TRIS的配比、GMA用量以及有机硅组分用量对乳液常规性能、乳胶膜对水接触角、吸水率以及整理后棉织物拒水效果的影响。结果表明,所合成的含硅丙烯酸酯乳液具有明显的核壳结构;当w(Si)=30%,m〔Si(Tri)〕∶m(TRIS)=25∶75,w(GMA)=2%时,乳胶膜的对水接触角为115.75°,吸水率为3.23%(12 h),整理后棉织物的淋水评分达到90分,拒水效果优异。     

含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

制备了具有优异拒水、拒油和易去污功能的含氟聚氨酯树脂。方法:通过自制的含氟烷基侧链的含氟二元醇扩链剂(PFDOL)、聚四氢呋喃(PTMEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)等原料,采用两步法制备了含氟聚氨酯树脂。结果:采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的结构。经产物处理后的棉布和皮革对水的静态接触角可以分别达到145°和128°。处理后皮革的拒水性可达10级,拒油性可达8级。同时研究了PFDOL和DMPA含量对产品拒水、拒油和易去污性能的影响,发现DMPA含量为9.73%时,样品仍具有优异的拒水、拒油性能,为制备阴离子型水性含氟聚氨酯提供了基础;DMPA含量为7.2%,F含量为19.2%时,样品具有较好的易去污性能。制备的含氟聚氨酯树脂可应用于纺织品的拒水、柜油整理和易去污整理,具备工业化生产的可能。     

含全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、全氟聚醚醇（ Fluorolink E10H）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）以及聚乙二醇（ PEG）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、聚碳酸酯二醇（ PCDL）为原料合成 3种含氟聚氨酯丙烯酸酯（ FUA）,并作为低聚物添加到 UV固化涂料体系中。分别对 UV固化涂层的接触角、吸水率、耐摩擦性、形貌及表面组成等性能进行了研究。结果表明：以 PCDL为原料、低聚物用量为 2. 4%时具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别达到 114. 7°和 69. 7°,负载为 500 g、以无纺布为摩擦媒介摩擦 1 000次后水接触角为 107. 8°,涂层具有良好的耐摩擦性能。     

GO/氟硅乳液复合亚麻整理剂的拒水防紫外线性能

以氧化石墨烯（GO）为功能填料，氟硅丙烯酸酯（FSiAc）乳液为功能黏合助剂，制备氧化石墨烯/氟硅丙烯酸酯（GO/FSiAc）复合乳液整理剂，并通过轧-烘-焙工艺对亚麻织物进行拒水防紫外线多功能整理。利用FTIR、TEM和DLS表征了GO/FSiAc复合乳液的结构和粒径分布；通过XPS和SEM表征了整理亚麻织物的表面元素和形貌；考察了软单体（BA）和硬单体（MMA）的质量比及GO的质量浓度等对整理亚麻织物的耐热性、拒水性、紫外线防护性能及物理机械性能等应用性能及服用性能的影响。结果表明，GO在FSiAc乳液中良好的分散并均匀地覆盖在亚麻织物表面。当m(BA)∶m(MMA)=7∶3，GO的质量浓度达到4 g/L时，表现出优异的拒水性和防紫外线性能，其水接触角为148.48°，紫外线防护系数（UPF）为179.77，紫外线（UVA）波段的透过率为0.63%。与原始亚麻织物相比，GO/FSiAc复合乳液整理亚麻织物的耐热性、断裂强力和断裂伸长率分别提升了60.67℃、153 N和11.1%，同时保持良好的透气性能。经过20次皂洗测试后，水接触角仍为142.00°，UPF为162.22，UVA波段的透过率为0.94%，说明整理后亚麻织物具有良好的耐久性。     

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。     

聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯的合成及应用

将丙烯酸十二氟庚酯(FA),丙烯酸羟丙酯(HpAA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂在聚氨酯预聚体中进行聚丙烯酸酯自由基聚合,然后用丁酮肟(EtAO)进行完全封端,制得新型易去污整理剂聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯(FPUA).FPUA附着在纤维表面时纤维与空气的界面上富集着疏水的含氟链段,能使整理后棉织物与水的接触角达到146.5°,与油的接触角达到132°;当FPUA用量为1.5 g/100 mL H_2O,使用100℃烘5 min后180℃高温焙烘2 min的工艺时,疏水性达到95分,疏油等级6级,易去污可达到5级.     

Synthesis of Bis(1H, 1H, 2H, 2H‐perfluoro‐octyl)methylenesuccinate copolymers and their application on cotton fabrics

Bis(1H, 1H, 2H, 2H‐perfluoro‐octyl)methylenesuccinate (FOM)/ethyl acrylate (EA)/methyl methacrylate (MMA) copolymer (FOME) latexes, FOM/butyl acrylate (BA)/MMA copolymer (FOMB) latexes, and FOM/octyl acrylate (OA)/MMA copolymer (FOMO) latexes were synthesized by continuous emulsion polymerization. Solution polymerization was also carried out to prepare FOMB. The influences of fluorine content and curing conditions on the surface properties of polymer films were discussed. The water and oil repellency of cotton fabrics treated with the FOM copolymers was better than that of conventional poly(fluoroalkyl acrylate)s containing the same fluorinated chain. The polymer films or the treated fabrics were characterized by Fourier transform infrared, scanning electron microscope, atomic force microscopy, thermogravimetric analysis, x‐ray photoelectron spectrometry, and wide angle x‐ray diffraction. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci, 2013     

阳离子型含氟丙烯酸酯共聚乳液的微波辐射制备

在微波辐射下,以十八烷基三甲基氯化铵为乳化剂,2,2-偶氮2甲基丙基脒-二盐酸盐（AIBA）为引发剂,将丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（GO-4）以及甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）进行乳液聚合,成功制备了Zeta电位在315mV左右、粒径为55~75nm的阳离子型含氟丙烯酸酯乳液。通过测定乳胶膜中氟元素含量,发现微波辐射能提高含氟单体共聚效率,使乳胶膜中氟元素含量增加。用固含量1％的阳离子型含氟丙烯酸酯共聚物乳液处理棉布织物,结果发现,棉布对水和正十六烷的接触角可分别达到111．3°、60．6°,表面自由能降至1581mJ／m2,棉布的静态吸水时间可以超过4h。     

氟代丙烯酸酯共聚乳液FSLDH的成膜性、XPS表征与疏水性能

在双子型阳离子表面活性剂双十六烷基四甲基溴化乙二铵(21631)和非离子表面活性剂氟代脂肪醇聚氧乙烯醚等作用下,将全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)与甲基丙烯酸十八醇/十二醇酯(SLMA)、甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DM)及丙烯酸羟丙酯(HPA)〔m(FA)∶m(SLMA)∶m(DM)∶m(HPA)=80∶16.5∶3∶0.5〕在水相乳液中共聚,制得了一种略带荧光的阳离子氟代聚丙烯酸酯FA-co-SLMA-co-DM-co-HPA(FSLDH)乳液。用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)表征了主组分的结构,然后用原子力显微镜(AFM)、光电子能谱仪(XPS)等仪器研究了FSLDH乳液在纤维表面的成膜形态及疏水性能。结果表明,FSLDH乳液可在纤维表面形成一层相对光滑的有机氟聚合物膜。在FSLDH处理后的纤维表面,存在F、O、N、C元素。用FSLDH乳液处理棉纤维织物,能明显改善织物的拒水拒油性能,当FSLDH乳液用量达到5 g/100 g H2O时,水在织物表面的静态接触角可达到144.9°,拒水性可达到90分,拒油等级达到5级。     

Synthesis and application properties of fluorinated aromatic copolymers

Aromatic monomers with different fluorine concentrations and structural distribution patterns were synthesized. A series of copolymers based on methyl methacrylate, acrylate, and perfluorooctylalkyl acrylate were prepared by emulsion polymerization and were subsequently used as functional coatings to prepare water‐ and oil‐repellent cotton fabrics. The composition and structure of the outmost layer of the treated cotton surface were analyzed. A strong surface segregation of fluorinated segments was found for the treated samples, as shown by X‐ray photoelectron spectroscopy analysis. The basis for an in‐depth appreciation of the relationship between the molecular structure of the monomers and the properties of corresponding copolymer‐treated materials was provided (especially with regarding to their hydrophobic and oleophobic properties). The wetting characteristics of the fluorinated copolymers were found to be dependent on the density (number of side chains per constitutional repeat unit) and regularity of the fluorinated side chains. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 130: 4410–4418, 2013     

阳离子氟代聚丙烯酸酯乳液的制备及应用

以(NH4)2S2O8作引发剂,阳、非离子表面活性剂作乳化剂,将甲基丙烯酸十二氟庚酯(RfAA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DM)以及丙烯酸羟丙酯(HPAA)进行乳液聚合,制得了一种稳定的阳离子氟代聚丙烯酸酯乳液(PCFBA)。用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对PCFBA主组分的结构进行了表征。用扫描电镜SEM、接触角测量仪、电脑测控柔软度仪等研究了PCFBA在棉纤维织物表面的成膜性及应用性能。结果表明,PCFBA可在纤维表面形成相对均匀的疏水膜,该膜附着在纤维表面,能使整理后棉织物与水的接触角达到134.5°、静态吸水时间超过6 h;当PCFBA用量从0.3 g/100 mL H2O增大到1 g/100 mL H2O时,水在其整理的棉纤维织物表面的接触角从128.2°增大到134.5°,而棉织物的白度则由85.44°略降至84.40°。     

丙烯酸六氟丁酯用量对改性水性聚氨酯性能的影响

采用聚氧化丙烯二醇(PPG2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸六氟丁酯(FA)为主要原料合成了含氟水性聚氨酯(WPU)。讨论了FA用量对WPU乳液、胶膜及WPU处理后棉织物疏水性能的影响。结果表明,随着FA用量的增加,胶膜的热稳定性能提高,拉伸强度增大,耐水性能提高,棉织物的疏水性能也得到提高。     

不同粒径含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成及膜表面疏水性能研究

采用半连续种子乳液聚合的方式,以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料制备了粒径分别为30nm、75nm、210nm左右的含氟丙烯酸酯共聚物乳液。通过乳胶粒核壳结构设计与大小粒径乳液机械共混改性2种方法研究了如何在较少含氟单体用量的情况下达到较好的表面疏水性能。利用X射线光电子能谱、动态光散射仪、接触角测定仪等分析手段,研究了共聚物膜的表面性能和共聚物乳液粒径的大小及分布,测试结果表明,核壳结构乳液成膜后壳层含氟量较高,膜表面接触角大于90,°疏水性能强;而大小粒径乳液共混物成膜后表面含氟量较低,却仍能得到90°以上的接触角,表明乳胶膜表面具有粗糙结构,具有一定的仿荷叶效应。     

含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成与性能研究

由甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸六氟丁酯合成了含氟三元共聚乳液.采用正交方法设计实验条件,并对实验结果以及乳液成膜性能进行探讨.FTIR、1H-NMR对共聚物的组成进行了定量分析,计算得出了共聚物中各组分的摩尔百分数.对三元含氟共聚物乳液涂膜的表面性能进行测量表明,共聚物氟含量直接影响着膜的表面性能.     

水溶性含氟丙烯酸酯乳液的合成研究进展

含氟丙烯酸酯类聚合物因具有突出的成膜性能及耐老化性能而成为优良的成膜材料。其中,水溶性含氟丙烯酸酯乳液的合成研究,具有广泛的单体种类,聚合方式简单多样,在涂料领域受到了广泛的应用和关注。选择合适的乳液共聚单体及聚合工艺,不仅能够根据实际需要调节含氟聚合物的分子结构,而且可以获得最佳含氟量,以满足特殊性能需要的含氟丙烯酸酯乳液。综述了水溶性含氟丙烯酸酯乳液的聚合方法、常用含氟单体和非氟单体以及改性研究进展。