两亲性含氟嵌段共聚物的RAFT制备及其自组装行为研究

采用大分子RAFT试剂技术,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)溶液聚合法制备了丙烯酸和甲基丙烯酸三氟乙酯的两亲性嵌段共聚物[P(AA-b-TFEMA)].跟踪研究了聚合转化率与时间的关系及聚合反应动力学.通过红外光谱、核磁和DSC表征了嵌段聚合物的分子结构和Tg.探讨了在不同条件下P(AA-b-TFEMA)在溶液中的...     

含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备与性能研究

目的确定含氟丙烯酸酯共聚物乳液的最佳配方,研究其涂膜表面的疏水疏油性、热力学稳定性等性能。方法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为原料,丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)为含氟单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十二烷基磺酸钠(SDS)为复合乳化剂,去离子水为分散介质,采用半连续种子乳液聚合法制备核壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液。通过CA,FTIR,DSC,TG和AFM等仪器,对共聚物涂膜的疏水疏油性能、热力学性能及表面化学成分进行表征。结果当乳化剂(OP-10与SDS的质量比为2∶1)的质量分数为3%、引发剂(APS)的质量分数为0.6%、丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)的质量分数为9%时,单体转化率最高、凝胶率最低,涂膜对水和十六烷的接触角分别为114°和85°。结论合成的乳液具有良好的疏水疏油性和热力学稳定性等性能,适合油墨罐内壁涂料等产品。     

含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备及复配研究

溶液型含氟丙烯酸酯共聚物在使用中会产生环境污染。近年来人们更加重视乳液型含氟丙烯酸酯共聚物的开发和应用,常采用的方法有2种:通过乳液聚合将含氟丙烯酸酯单体和其他烯类单体共聚,以及将含氟丙烯酸酯聚合物乳液和其他乳液通过共混和偶联进行复配。本文对这2 种方法进行了综述。     

含氟丙烯酸酯嵌段共聚物乳液的合成及表征

以PEDB(二硫代苯甲酸苯乙基酯)为链转移剂,进行AA(丙烯酸)、BA(丙烯酸丁酯)可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合,得到数均相对分子质量可控、相对分子质量分布窄的聚合物P(AA-BA).以得到的聚合物为大分子RAFT自由基聚合剂,进行舍氟丙烯酸酯的扩链反应,制得稳定的含氟嵌段共聚物P(AA-BA)-b-PTFEA(甲基丙烯酸三氟乙酯)乳液.为了克服RAFT链转移剂在水中迁移慢的缺点,引入了自发相倒置的实验过程,即先进行AA、BA的本体聚合,然后在温和搅拌条件下滴加NaOH溶液,体系发生自发相倒置,产生稳定的亚微型聚合物颗粒,DLS测量乳液颗粒平均大小为4nm.乳液经TEM、DLS观测,粒径为50～60nm,颗粒分布均匀.     

微悬浮聚合制备含氟丙烯酸酯/丙烯酸酯共聚物胶乳

用普通阴离子和非离子表面活性剂复配考察了含氟丙烯酸酯(FA)和烷基丙烯酸酯(AA s)共聚单体在水相中的分散;研究了不同温度和引发剂体系对不同氟单体体系的悬浮共聚合的影响;初步表征了FA/AA s共聚物胶乳及其乳胶膜的一些基本性质。实验结果表明,用普通离子型和非离子型乳化剂复合可以制备得到分散稳定的含氟单体分散系;无须加入有机溶剂,FA和AA s可以实现有效共聚合,其共聚物乳胶粒子为多相形态结构;线形共聚物乳胶膜可以溶于典型的有机溶剂(如THF)中;而一定交联程度的共聚物乳胶膜则表现出了氟材料特有的疏水疏油性质。     

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.     

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。     

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。     

对-氯苯乙烯和丙烯酸甲酯梯度共聚物的微观结构表征

通过1H1、3C核磁共振方法对对-氯苯乙烯(S)和丙烯酸甲酯(M)梯度共聚物的单体组成以及以M为中心的三元组序列结构的组成变化进行了研究,并计算了共聚物中以M为中心的三元组和以S为中心的三元组序列结构的瞬时生成概率。在对以M为中心的三元组序列结构变化规律的研究中,核磁共振的实验和瞬时生成概率的计算得到了相同的结果,表明了这两种方法在表征梯度共聚物微观结构中具有相辅性。     

碳纳米纤维膜的制备及表面浸润性研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈纳米纤维膜,经不同温度预氧化和碳化后得到碳纳米纤维膜(CNFM),通过FTIR、TG、XRD、SEM、RAMAM等表征手段探究了预氧化和碳化过程中纤维膜结构的变化,并考察了不同阶段纤维膜的表面浸润性.研究表明:PAN纤维膜预氧化温度选定在270～290℃范围较为合适;随碳化温度的升高,碳纳米纤维(CNFs)的类石墨层状结构有序化提高,石墨层间距减小;碳化膜的最大接触角可达158.3°±1.0°,表面呈现超疏水性.     

Highly Polar Linkers (Urea,Carbamate, Thiocarbamate) for Superoleophobic/Superhydrophobic or Oleophobic/Hydrophilic Properties

Due to the much lower surface tension of oils in comparison to water, it is extremely difficult to obtain superoleophobic properties and also both oleophobic and hydrophilic properties. While the obtaining of superoleophobic properties needs extremely complex surface structures such as reentrant structures to impede the oil wetting, the obtaining of both oleophobic and hydrophilic properties needs the use of both oleophobic materials (fluorinated materials) and hydrophilic materials (charged or polar species). Here, by electropolymerization of original 3,4‐ethylenedioxythiophene derivatives containing both fluorinated chains (C₈F₁₇, C₆F₁₃, or C₄F₉) and highly polar linkers (thiocarbamate SCONH, carbamate OCONH, and urea NHCONH), the possibility to obtain superoleophobic properties and also both oleophobic and hydrophilic properties is reported for the first time. More precisely superoleophobic properties are obtained with different fluorinated chain lengths and linkers while the obtaining of both oleophobic and hydrophilic properties is possible only with the most polar urea NHCONH linkers.     

丙烯酸酯/纳米SiO_2复合细乳液的制备与表征

使用纳米SiO2粉体与丙烯酸酯单体通过细乳液聚合制备出丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液。采用红外光谱法(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),拉力试验机以及热分析仪等对复合乳液及其胶膜的结构、形貌、耐热性及力学性能进行了表征。研究了纳米SiO2的用量对复合乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液粒子具有核壳结构;纳米SiO2粒子的加入,提高了乳胶膜的热稳定性和力学性能;当SiO2用量为5%(质量分数)时,胶膜的透光性能较好。     

单分散氟烷基改性双疏SiO2球的制备

本文通过化学嫁接法引入氟烷基,对溶胶-凝胶法制得的单分散二氧化硅进行改性,得到了油水双疏的纳米二氧化硅小球,并考察了水和氟烷基硅烷对颗粒形貌及双疏性的影响。采用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)及热重分析(TG)对产物进行了表征。结果表明,一定范围内延迟氟烷基硅烷的加入时间和增加水含量,可得到分散性、均匀性和双疏性都较好的表面改性SiO2球。增加氟烷基硅烷量,改性SiO2球的双疏性增强,但是分散性和均匀性变差,并出现了不规则形貌颗粒。     

丙烯酸类共聚物在纳米Y-TZP粉体上的等温吸附研究

采用化学需氧量（ＣＯＤ）法测定了丙烯酸－丙烯酸酯共聚物在纳米Ｙ－ＴＺＰ粉体表面的等温吸附状况．吸附量随ｐＨ值的降低而增加．较低ｐＨ值下;离子强度对吸附量几乎没有影响;而较高ｐＨ值下,离子强度的升高会显著增加吸附量．Ｃａ^２＋可改变表面共聚物的吸附构型,因此其存在会显著增加吸附量．红外光谱分析证明,共聚物的吸附是通过羧基与粉体表面金属离子的成键而实现的．     

聚合温度对丙烯腈/丙烯酸甲酯共聚物结构与性能的影响

在不同聚合温度下,以水相沉淀聚合法合成了丙烯腈与丙烯酸甲酯共聚物。采用差示扫描量热分析(DSC)、元素分析(EA)、核磁共振波谱分析(NMR)等方法对聚合物的组成和结构进行了表征。结果表明,不同的聚合温度对丙烯腈与丙烯酸甲酯共聚物的热力学行为、组成及序列长度产生一定的影响。相同的单体投料比,随着聚合温度的升高,共聚物中丙烯腈的摩尔含量降低,丙烯腈的数均序列长度减小。     

丙烯-丙烯酸甲酯共聚物的合成、结构与性能

采用水相沉淀法制备了舍有0～30mol％丙烯酸甲酯（MA）的丙烯腈（AN）-丙烯酸甲酯共聚物．采用红外光谱（FT—IR）、兰热分析（DSC）、X射线衍射（XRD）、核磁共振（NMR）等方法时聚合产物进行了分析。聚合产物的组成比与投料比相近，随MA比例的增加，分解温度升高，玻璃化转变温度（Tg）降低。舍MA30mol％的共聚物的分解温度为338．8℃，而熔融温度任为188．8℃，由于第二单体MA的加入．使得共聚物的熔点降低至分解温度之前，这为改性聚丙烯腈的无增塑熔融纺丝提供了可能性。     

丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物的合成、结构与性能

采用水相沉淀法制备了含有0~30 m o l%丙烯酸甲酯(M A)的丙烯腈(AN)-丙烯酸甲酯共聚物,采用红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(NM R)等方法对聚合产物进行了分析。聚合产物的组成比与投料比相近,随M A比例的增加,分解温度升高,玻璃化转变温度(Tg)降低。含M A 30m o l%的共聚物的分解温度为338.8℃,而熔融温度仅为188.8℃,由于第二单体M A的加入,使得共聚物的熔点降低至分解温度之前,这为改性聚丙烯腈的无增塑熔融纺丝提供了可能性。