含氟丙烯酸酯树脂高疏流体包装膜的制备

目的制备含氟丙烯酸酯树脂高疏流体包装膜。方法采用悬浮聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)或甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为单体,过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,在温度为(78±2)℃、转速为300 r/min的条件下,制备一系列低表面能的含氟丙烯酸酯树脂膜,并通过红外光谱、SEM扫描接触角和热重分析等进行相关测试与探讨。结果引发剂BPO为反应物总质量的1%,以HFMA/MMA体系为单体,且两者质量比为1∶1时,液体在合成含氟丙烯酸酯树脂膜上接触角最大,蒸馏水的接触角高达164.3°。结论合成的含氟丙烯酸酯树脂膜样品具有高疏流体性能,可用于制备疏水疏奶制品的内包装膜。     

PBA-b-PHFBMA嵌段共聚物的制备及在涂料中的应用

利用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸六氟丁酯嵌段共聚物(PBA-b-PHFBMA),并以核磁共振谱和凝胶渗透色谱对共聚物进行了表征。将制备的含氟嵌段共聚物应用于丙烯酸酯涂料树脂,对其性能进行了研究。结果表明,在丙烯酸酯树脂中加入含氟嵌段共聚物后,树脂的表面性能及耐老化性能有了明显的提高。含氟嵌段共聚物的加入量在10%以上时,丙烯酸酯树脂的表面接触角可从73°提高到90°以上;经紫外光加速老化1700h后,树脂的保光率达90%以上。且含氟嵌段共聚物的加入并不影响丙烯酸酯树脂的其它漆膜性能。     

含氟侧链对含氟丙烯酸酯共混乳液自分层行为的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)以及含氟单体H_2CCHCO_2(CH_2)2(CF2)nF(n=6,8,10)为原料,通过种子乳液聚合制备了不同含氟侧链结构的三元共聚物乳液,并复配成可自分层的含氟丙烯酸酯共混乳液。利用原子力显微镜(AFM)和能量色散谱仪(EDS)对乳胶膜的微观结构及含氟链段迁移性进行了表征。结果表明,含氟烷基侧链长度直接影响含氟聚合物的自分层行为及氟侧链在膜表面的分布。EDS分析结果表明,乳胶膜表面的氟元素含量高于乳胶膜内部的氟元素含量,且表面氟元素含量随共聚物中含氟侧链长度的增长而增加。AFM相图表明,具有长—CF2—侧链的含氟丙烯酸酯共聚物在乳胶膜表面覆盖率增加,出现微相分离。     

具有“伞形”结构的短氟碳链含氟丙烯酸酯聚合物的制备及拒水性能

以乙烯基三氯硅烷为原料,合成了具有"伞形"结构的乙烯基三(全氟己基乙氧基)硅烷(VTHFS),将此单体与其他丙烯酸酯单体共聚,制备了一种具有"伞形"结构的短氟碳链含氟丙烯酸酯聚合物,考察了含氟单体用量对含氟丙烯酸酯聚合物接触角的影响;系统探究了"伞形"结构对聚合物材料表面接触角、吸水率、氟含量等的影响。结果表明,与线型短氟碳链含氟丙烯酸酯聚合物相比,"伞形"结构的含氟丙烯酸酯聚合物的表面接触角有明显提高,在氟含量均为60%条件下,接触角从98.2°提高到了104.4°;X射线光电子能谱测试表明其表面的含氟量亦从18.4%增加到了23.5%;"伞形"结构的含氟丙烯酸酯聚合物的吸水率也较线型聚合物有所降低。     

PS-b-PMTFPS/PS共混聚合物的接触角和表面张力

通过测定水和甘油在PS-b-PM TFPS/PS共混聚合物膜表面接触角的变化,发现在聚合物中引入少量含氟聚硅氧烷链段可以明显提高聚合物膜的憎水、憎油性,当含氟链段含量仅0.39%时,表面张力达到15.69×10-3N/m,显示出明显的低表面能特征。而热处理能有效地增强这一效果,在含氟链段含量较低时尤其明显。     

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.当合氟嵌段聚合物相对分子质量为1×104,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3×104,含氟链段含量为20％时,其综合性能最优.     

高性价比氟涂料的研究

为了开发一种性价比高的含氟涂料,通过分子设计合成了一种常温固化低氟树脂,用XPS(X射线光电子仪)检测了树脂成膜后含氟成分的分布情况,测量了涂膜与纯水的接触角,把树脂分离提纯除去含氟均聚物和未反应氟单体后,测量了聚合物的红外光谱图,因而推断了合成树脂的分子结构.应用合成树脂制作了一种含氟涂料,并检测了色漆涂膜耐蚀、耐候、耐盐雾等性能.试验结果表明:通过分子设计合成的氟树脂成膜时产生了较大趋向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,对聚合物内部分子形成很好的保护作用;低氟树脂涂料具有优异的耐候性能和耐蚀性能;研制的涂料具有性价比高的特点.     

具有自分层效应的环保型含氟环氧自分层涂层的制备与性能

采用具有优异拒水拒油表面性能的环保型“伞形”结构短氟碳链含氟聚合物与在极性基材上附着力强的环氧树脂共混,通过自分层技术,获得能一次涂装成型的梯度含氟涂层。采用接触角测试、X射线光电子能谱和能谱详细研究了自分层形成的梯度结构及分层机理;考察了溶剂选择、基材、树脂配比、分层时间和固化温度等因素对涂膜分层和涂膜性能的影响。研究表明,当静置分层时间为3h,固化温度为80℃,基材为极性基材(马口铁和玻璃板)时,该环保型自分层涂层既具有含氟聚合物的优良表面性能,又兼具环氧树脂的优异附着力。此方法为涂层材料既保持强附着力又实现表面优异的拒水拒油功能,提供了一条新的思路和途径。     

侧链含氟聚氨酯透明弹性体的制备与性能研究

以侧链含氟聚醚多元醇、N220、A3050、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、扩链剂1420为主要原料,采用预聚法成功制备了侧链含氟聚氨酯透明弹性体(SC-FPU)。通过红外(FT-IR)、动态力学分析(DMA)、拉伸试验、接触角测定仪等手段分别研究了不同氟含量的侧链含氟聚氨酯弹性体的化学结构、耐热性、力学性能与表面性能。结果表明,SC-FPU弹性体具有较好的耐热性、力学性能和表面性能,氟含量对侧链含氟聚氨酯弹性体的性能影响较大。     

氟硅氧烷共聚低表面能杂化材料的研究

通过溶液聚合和溶胶-凝胶法复合工艺,采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(FA)为含氟单体、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅单体和正硅酸乙酯(TEOS)为无机相前驱体直接合成了一种分子级复合,最外层含氟侧链定向于空气,中间层是碳碳主链,底层为硅氧网络结构的氟硅氧烷共聚低表面能杂化材料.结果表明,溶剂含量对含氟侧链向表面的迁移速度以及材料疏水性能有着非常重要的影响.     

成膜基材对含氟丙烯酸酯/聚氨酯复合乳液自组织梯度化结构的影响EI北大核心CSCD

采用细乳液法制备含氟丙烯酸酯/聚氨酯复合乳液FPAPU,研究4种不同表面性能的成膜基材(铝板、不锈钢板、PTFE板、玻璃板)对FPAPU乳胶膜中含氟组分自组织梯度化分布结构的影响。结果表明:在铝板和不锈钢板上成膜其梯度化结构不明显;而在PTFE和玻璃板基材上成膜后,存在一定梯度化结构。特别是在玻璃板上成膜,含氟组分含量从膜-基材(F-S)面向膜-空气(F-A)面梯度化增加,膜两面差异性明显,其表面自由能差异达到11.71 mN/m,从F-S面到F-A面形成明显分层结构,F-A面粗糙度较大,水和油(二碘甲烷)在其上的接触角可达到121.6°及90.6°,具备优异的疏水疏油性。     

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。     

纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

含氟丙烯酸酯共聚物乳胶膜性能的研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,阳离子单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)及含氟单体2-(N-甲基全氟辛烷基磺酰基)乙基丙烯酸酯(FM)为功能性单体,采用无皂乳液聚合制备出稳定的阳离子含氟丙烯酸酯共聚物乳液.检测含氟丙烯酸酯共聚物乳液的成膜性以及乳胶膜的相关性能.研究表明,硬软单体配比为1:1～1:1.5范围内,乳胶膜的成膜性能较好;引发剂用量增加,乳胶膜的耐水性降低;含氟单体量增加,乳胶膜的耐水性、耐溶剂性随之增强,乳胶膜的拉伸强度随之增大,断裂伸长率随之减小.通过液体在乳胶膜表面接触角大小的变化,表明热处理有利于含氟共聚物中的含氟链段在乳胶膜表面富集;随着含氟单体量的增加,乳胶膜表面自由能下降.     

含氟丙烯酸酯单体的合成及固化膜的性能

以六氟环氧丙烷低聚物和(甲基)丙烯酸-β-羟乙酯为起始原料,合成了(甲基)丙烯酸-β-(全氟烷氧基酰基)乙酯四种新型含氟单体,其结构经红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR和19F-NMR)确证。初步考察了上述单体对丙烯酸酯类紫外光固化涂料的改性作用,结果表明,提高含氟组分比例对固化膜的初始水接触角影响较小,但经过加热后处理可显著增强固化膜的疏水性。由此推断,热处理能有效促进含氟侧基向表面迁移,且含氟侧链越长,这种向空气界面富集的倾向尤为明显。当含氟组分占涂料配方的4%～6%(质量分数,下同)时,固化膜的最大水接触角可达到120°。     

不同氟含量的苯丙树脂及防污涂料的性能研究

采用具有低表面能特性的有机氟单体对苯丙树脂进行改性合成,探讨了氟单体用量及软硬单体比例对树脂性能的影响,用接触角检测仪对涂膜表面与水的接触角进行了测量,并对涂膜的附着力、冲击强度等各项常规性能进行了综合检测,同时进行了实海挂板试验。结果表明,当氟单体含量为17.3%、软硬单体比值为0.46时,树脂性能较好,对应的防污涂料防污性能也最佳。此时涂料涂膜与水的接触角是145.5°,附着力等级1级,在50cm垂直高度下重锤冲击无裂纹。     

有机氟改性丙烯酸树脂的合成及研究

使用不同的有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性,合成了具有低表面能性质的有机氟改性丙烯酸树脂;对树脂进行了红外和分子量检测,并测试了涂膜的附着力、抗冲击力、接触角等各项性能;研究了不同的氟单体种类、氟单体用量以及合成工艺对树脂性能的影响。结果表明,氟单体对丙烯酸树脂进行低表面能改性效果明显,其中含有叔碳原子和甲基结构,分子中含有12个F的G04单体效果最为理想;采用滴加氟单体工艺能够显著增大树脂的接触角;当氟单体G04用量在16.7%时,树脂与水的接触角最大可达104.5°。     

低迁移绝缘导热硅脂界面材料的制备及其性能研究

本研究针对航天器界面材料对高导热、绝缘、低迁移特性的要求,基于分子链缠结理论,自制长链烷基改性硅油(AMS)和含氟碳长链改性硅油(FPS)作为基体,以类球状氮化铝和片状氮化硼为导热填料,制得低迁移绝缘导热硅脂界面材料.通过不同粒径填料的粒径复配、发挥不同形貌填料的协同作用、填料表面改性等,导热硅脂的导热性能可达2.51 W/(m·K),其体积电阻为3.1×1015Ω·cm,击穿电压为10.1 kV·mm-1.对以自制改性硅油为基体制得的导热硅脂进行迁移性能测试,同时对基体硅油进行表面张力和接触角测试,结果表明,导热硅脂的迁移特性与基础油在迁移测试板上的接触角具有相关性.通过引入长支链增加硅油分子链缠结、改善基础油在涂覆面上的接触角,可有效降低导热硅脂的迁移.     

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。