甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物的合成及在疏水涂层中的应用

采用连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)合成了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物(PGMA-b-PDFHMA)。然后将嵌段共聚物与纳米二氧化钛(Ti O2)复合制备疏水涂层。通过凝胶渗透色谱、核磁共振仪、接触角、扫描电子显微镜等对嵌段共聚物及涂层进行了研究与表征。研究结果表明,采用ICAR ATRP法成功制备了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物。嵌段共聚物结构及嵌段共聚物与纳米粒子的比例对涂层疏水性有显著影响。当含氟嵌段共聚物的链段摩尔比为1∶0.10,含氟嵌段共聚物与Ti O2质量比为0.5/1~10/1时,含氟嵌段共聚物接枝纳米Ti O2混合物制备的涂层表面的接触角可达150°。嵌段共聚物的含氟链段长度和涂层表面粗糙结构的差异是影响涂层疏水性的主要原因。     

低表面能含氟聚合物的合成及减阻性能研究

合成了一种舍羟基的全氟共聚物FC-1,将其作为添加剂加入到FEVE型氟树脂中制备的低表面能涂层具有优异的疏水性能,涂层与纯水接触角最高达128°.利用自制压差流阻测试装置研究了各类管道内壁涂层如环氧树脂涂层、环氧沥青涂层、低表面能涂层的减阻效果,对比讨论分析了低表面能涂层的减阻机理.结果显示,本低表面能树脂涂层减阻率达到21.7%,相对于前两者减阻效果有较大提高.     

带有环氧基团含氟共聚物对环氧涂料的改性

采用自由基乳液聚合的方法制备带有环氧基团的聚丙烯酸全氟烷基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯无规共聚物P(FA-co-GMA-co-St),用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对共聚物进行表征并将其用于环氧涂料的改性。XPS测试结果表明,带有环氧基团的含氟共聚物改性环氧涂层经蒸馏水浸泡48 h后接触角下降了15°为116°,表面氟元素含量下降了5.36%;而不带有环氧基团共聚物改性环氧漆膜经水浸泡48 h以后接触角下降了48°为88°,表面氟元素含量下降了7.94%。GMA单体的引入极大地提高了环氧涂层在湿润环境中的疏水性。     

仿生超疏水涂层的制备及其性能

目前,超疏水涂层多采用含氟低表面能化合物制备,成本较高,工艺较复杂,限制了其推广应用.为此,通过在环氧酚醛涂料中加入具有疏水作用的表面活性剂和微米轻质碳酸钙颗粒改变涂料的表面状态,在碳钢表面制备了具有仿荷叶表面结构的疏水涂层.利用扫描电镜和接触角测定仪对涂层的表面形貌和疏水性能进行了表征.结果表明:涂层的结构与荷叶表面的的乳突结构具有较好的一致性,水滴在涂层表面的接触角得到了显著提高;涂层具有良好的疏水功能.     

PS-b-PDMS/环氧树脂制备疏水性环氧涂层的性能

用共混法将聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷(PS-b-PDMS)嵌段共聚物与环氧树脂E-44复合制备了一种疏水性环氧涂层。研究了PS-b-PDMS的用量对涂层力学性能、表面性能及耐化学腐蚀性的影响。结果表明,随着共聚物用量的增加,涂层的冲击强度及柔韧性明显提高,表面能显著降低,接触角明显增大,当PS-b-PDMS用量为E-44的7%(质量分数)时,冲击强度和柔韧性分别为50kg.cm和0.5mm,表面能为13.8mN/m,对水接触角增大至115.9°,具有优异的疏水性及耐化学腐蚀性。     

系列有机硅改性紫外光-热混杂固化树脂的表面性能

以有机硅改性丙烯酸环氧单酯为树脂配制了一系列紫外光-热混杂固化体系,用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化;测试了有机硅链段的长短对固化膜表面水接触角、表面能和硅元素分布的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的表面水接触角为62.53°,表面能为47.62 mN/m,有机硅改性丙烯酸环氧单酯体系光-热固化膜的表面水接触角最高可达106.75°,相应的表面能为18.62 mN/m。有机硅改性体系中随着有机硅链段的增长,固化膜表面水接触角和表面硅元素含量逐渐增加,表面能则逐渐下降,表面元素分析也显示固化膜表面硅元素含量要比背面的高。     

系列有机硅改性紫外光-热混杂固化树脂的表面性能EI北大核心CSCD

以有机硅改性丙烯酸环氧单酯为树脂配制了一系列紫外光-热混杂固化体系,用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化;测试了有机硅链段的长短对固化膜表面水接触角、表面能和硅元素分布的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的表面水接触角为62.53°,表面能为47.62 mN/m,有机硅改性丙烯酸环氧单酯体系光-热固化膜的表面水接触角最高可达106.75°,相应的表面能为18.62 mN/m。有机硅改性体系中随着有机硅链段的增长,固化膜表面水接触角和表面硅元素含量逐渐增加,表面能则逐渐下降,表面元素分析也显示固化膜表面硅元素含量要比背面的高。     

UV固化含氟聚丙烯酸酯的制备

以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯为聚合单体,偶氮二异丁腈为引发剂,通过溶液聚合制得了含氟羟基聚丙烯酸酯共聚物(PGHES),以含异氰酸酯的不饱和单体HIp与共聚物PGHES侧链上的羟基反应制得光敏性含氟聚丙烯酸酯(U-PGHES)。用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)表征聚合物结构;用凝胶渗透色谱(GPC)及差示扫描量热仪(DSC)表征聚合物分子量及玻璃化转变温度;用光学接触角测量仪测量了聚合物固化膜接触角并计算得到表面能。结果表明,固化膜表面能随U-PGHES中含氟量的增加而降低,当含氟量达到9%时,表面能降低趋缓。     

可降解镁合金表面载药涂层的制备和性能

在可降解AZ31B镁合金心血管支架表面成功制备了携带雷帕霉素的聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯(PLA-PTMC)共聚物涂层,评价了涂层的表面形貌、降解性能、血液相容性和药物释放性能.结果表明,PLA-PTMC共聚物作为载药涂层具有良好的柔韧性,表面均匀、光滑,降解周期超过1个月,血液相容性良好.涂层具有缓释雷帕霉素的功能,释药周期超过1个月,可在内膜增生期内有效抑制支架植入后再狭窄的发生,满足冠脉支架表面载药层的使用要求.     

丙烯酸/有机硅复合改性水性聚氨酯低表面能涂层的制备及性能研究

采用羟烷基封端的聚硅氧烷改性含硅嵌段共聚物，加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端，通过点击化学反应将硅氧烷接入端基，合成一系列不同分布方式的有机硅改性乳液和涂层。利用FT-IR、SEM、XPS研究了复合涂层的结构和形貌，利用激光粒度仪、静态水接触角和万能试验机对制备的涂层耐水性和力学性能进行了表征。结果表明，设计的复合结构引入了更多的有机硅，有利于形成交联网络，进一步降低了表面自由能，提高涂层表面的疏水性，产生的微相分离结构形成了更高交联密度，表现出更好的力学性能。     

共价功能化石墨烯超疏水防腐复合涂层材料的制备

石墨烯/有机聚合物复合涂层材料较纯聚合物材料具有更优越的阻隔性能,然而由于石墨烯之间高表面能和分子间作用力,使石墨烯在防腐等领域的应用潜力无法充分发挥。本文首先以传统自由基共聚方法合成一种含氟丙烯酸酯共聚物,并采用丙炔胺对氧化石墨烯改性合成炔基化氧化石墨烯,然后利用含氟丙烯酸酯共聚物末端氰基通过点击化学反应以共价键形式接枝在炔基化氧化石墨烯表面。疏水性分析表明,含氟共聚物功能化石墨烯的水接触角达到153°,将制备的功能化石墨烯涂敷于钢板基体时,水接触角提高到171.3°。扫描电镜显示,在炔基化石墨烯表面生长有大量300~600 nm的半球形接枝物。同时,将含氟共聚物功能化石墨烯/环氧树脂复合材料应用于碳素结构钢中,通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对其耐蚀性能进行表征。结果显示,氟化石墨烯含量为0.5wt%的复合涂层的电流密度I_corr最低(8.872×10?9 A/cm2),比其他涂层样品低1~2个数量级。综上所述,本实验所制备的涂层材料具有良好的防腐性能,这一研究为开发石墨烯防腐蚀涂层材料提供了一种新的策略。      

新型支化有机硅单体的合成及其硅丙乳液的研究

利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(M PS)的烷氧基与氯硅烷(CM S)的取代反应,合成了具有支化结构的高硅含量反应性有机硅单体甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(M ATS),并用1H-NM R、FT-IR对其结构进行了表征。以M ATS为功能性单体,与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚合,制得了稳定的高硅含量硅丙乳液。对乳液聚合物的力学性能、表面接触角、吸水率等的测试结果表明,M ATS分子中的支化型大体积疏水基团能有效提高共聚物的有机硅含量,显著降低聚合物的表面能,提高其耐水性和力学性能,可制得一类具有优良疏水性及低表面能的功能材料。     

疏水性增透聚酯薄膜的制备及应用

以聚苯乙烯为大分子引发剂,丙烯酸聚硅氧烷酯为单体,通过原子转移自由基聚合制备苯乙烯-丙烯酸聚二甲基硅氧烷酯共聚物。将所得聚合物旋涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面,研究共聚物中不同硅氧烷含量对聚酯薄膜性能的影响。通过核磁共振和红外光谱表征了丙烯酸聚硅氧烷酯单体及与苯乙烯共聚产物的结构,结果表明实验成功制备出了苯乙烯共聚物;凝胶渗透色谱结果表明聚合物的相对分子质量与设计相对分子质量相接近,并且相对分子质量分布系数均小于1.4,说明反应具有一定可控性;紫外-可见光分光光度计结果表明聚合物的折射率随着嵌段聚合物中硅氧烷含量的降低而增加;通过场发射扫描电镜(FE-SEM)对改性前后的聚酯薄膜进行观察,结果显示聚酯薄膜表面形成了蜂窝状多孔结构,从而有效改善了薄膜的透光性。总体研究结果表明,随着共聚物中硅氧烷含量的增加,聚酯薄膜的水接触角和透光率均呈先增后减的趋势。当共聚物中硅氧烷含量为19.6%时,PS-PDMS嵌段共聚物折射率为1.38,涂覆在PET表面后薄膜透光率达到92.6%,水接触角为120°。     

氟硅改性丙烯酸酯无皂乳液的制备及性能

以纳米SiO2(Nano-SiO2)、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM))等为主要原料,通过KH570改性纳米SiO2后,与FM等乙烯基单体共聚,制得了既含氟又含硅的丙烯酸酯有机/无机杂化无皂乳液。通过FT-IR、AFM及接触角测量等手段研究了共聚物的结构及性能。结果表明,氟硅单体均参与了共聚反应;乳胶膜耐热稳定性及残炭率均得以提高;加入SiO2后,涂膜凸起峰的高度和致密程度提高;当w(FM)=30%,w(SiO2)=0.5%时,涂膜对水及液体石蜡的接触角分别为125°及110°;激光粒度分布仪(DLS)分析表明,乳液平均粒径为98.37 nm。     

三氟丙烯-醋酸乙烯酯共聚物及水解产物的表面性质

研究3,3,3-三氟丙烯结合量不同的三氟丙烯-醋酸乙烯酯共聚物的酸催化水解反应,并用红外光谱、凝胶色谱、氟离子选择电极电位分析法和差热分析等方法表征聚合物的结构、组成和性能随水解度不同引起的变化。结果表明:共聚物的酯基的水解度随水解时间的延长而增大,72h酯基的转化率可达99%,随着水解度的增大,共聚物的玻璃化转变温度Tg逐渐升高,表面能逐渐增大,明显地呈现表面活性剂性质,但共聚物的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)及其分布指数(IPDI)变化不大。     

水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯复合防腐涂层的制备及性能

为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响,首先,以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液,并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面,制备了PANI/VFAc复合涂层;然后,采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征,采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能,采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°,湿附着力等级为0,涂层表现出较好的疏水性;其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2,电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。      

自交联含氟丙烯酸酯共聚物的乳液合成与表征

以十二烷基硫酸钠（SDS）和OP-10为乳化剂,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHM）为含氟单体,双丙酮丙烯酰胺（DAAM）和已二酰肼（ADH）为交联单体,采用饥饿态半连续种子乳液聚合方法,合成了一系列自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液。研究了氟单体对酮肼交联的影响以及交联反应对乳胶膜的表面性能以及力学性能的影响,采用FTIR、TEM、接触角测量仪对乳液及乳胶膜性能进行了表征。研究表明,酮羰基和酰肼的交联反应在室温下可以顺利进行;氟碳基团的引入,使一部分酮羰基被屏蔽,在一定程度上阻碍了交联反应的进行;通过引入氟碳基团可以极大地提高涂膜表面的疏水性,降低涂膜的吸水率,提高涂膜接触角;通过交联反应可以有效地提高氟碳乳液的综合性能,当DFHM为7．5％,DAAM为4％时,交联膜的接触角和吸水率分别达到96．8°和8．5％,拉伸强度为24．8MPa。     

Water-repellent coating: formation of polymeric self-assembled monolayers on nanostructured surfaces

In this paper, we suggest a facile and effective method for water-repellent coating of oxide surfaces. As a coating material, we synthesized a new random copolymer, referred to as poly(TMSMA-r-fluoroMA), by the radical polymerization of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSMA) and a fluoromonomer(?) bearing methacrylate moiety (fluoroMA). The random copolymer was designed to consist of a 'surface-reactive part' (trimethoxysilyl group) for anchoring onto oxide-based surfaces and a 'functional part' (perfluoro group) for water repellency. The polymeric self-assembled monolayers (pSAMs) of poly(TMSMA-r-fluoroMA) were constructed on three different aluminum oxide substrates, such as flat, concave-textured, and nanoporous plates, and the static water contact angle of each surface before and after the formation of pSAMs was measured. The formation of pSAMs resulted in significantly enhanced hydrophobicity compared with the corresponding bare surfaces. In particular, among three poly(TMSMA-r-fluoroMA)-coated surfaces, the nanoporous plate showed the highest water-repellent property, with a static contact angle of ～163°, which is indicative of superhydrophobic surfaces.     

阳极氧化法制备铝基超疏水涂层及其稳定性和耐蚀性的研究

铝由于在潮湿的环境中很容易受到污染和损坏,从而严重影响了其美观性和用途。为了改善铝基材料的耐腐蚀性能,采用电化学阳极氧化法与十四酸修饰相结合的方式在铝基底上制备了超疏水涂层。通过场发射扫描电镜(FESEM)和X射线能量色散光谱(EDS)对涂层表面形貌和化学组成进行了表征。同时利用接触角测量仪、喷砂实验和电化学测试分别对涂层表面的润湿性、机械稳定性以及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:当阳极氧化电压为20V时,所制备的涂层为最佳铝基超疏水涂层,此时涂层的接触角为(155.2±0.5)°,滚动角为(3.5±1.3)°。其对应的腐蚀电流密度较铝基底降低了2个数量级,腐蚀电位从-0.629V正移到-0.570V,呈现出优异的耐腐蚀性能。此外,该涂层还具有良好的机械稳定性。