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°。     

全氟壬烯聚甘油醚的制备与表面张力

以全氟壬烯（PFN）、甘油和二聚甘油（DG）为原料,在吡啶（C5H5N）存在下经醚化反应,分别制备了全氟壬烯甘油醚（I）和全氟壬烯二聚甘油醚（II）。用傅立叶变换红外光谱仪、质谱方法对其结构进行了表征,并测试了表面张力。合成全氟壬烯甘油醚的较佳工艺条件为n（PFN）：n（甘油）：n（C5H5N）=1：4：1,以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,在75℃反应7h,收率82．4％。合成全氟壬烯二聚甘油醚的较佳工艺条件为n（DGl：n（PFN）：n（C5H5N）=1：1．25：1．5,DMF为溶剂．60℃反应5h。0．5g/L全氟壬烯甘油醚和全氟壬烯二聚甘油醚水溶液的表面张力分别为29．23inN／m和25．10mN／m。     

无皂乳液聚合制备纳米SiO_2/丙烯酸酯复合乳液

在丙烯酸酯乳液无皂聚合过程中引入正硅酸乙酯,利用原位水解形成的纳米SiO2粒子制备了具有互穿网络结构的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液。采用傅立叶红外光谱、透射电镜、粒度分析仪、热分析仪以及拉力实验机等表征了复合乳液的结构、形态、粒径、耐热性以及力学等性能。研究了反应型乳化剂对复合乳液的耐水性和粒径及其分布的影响,以及不同的正硅酸乙酯用量对复合乳液热学性能和力学性能的影响。结果表明,复合乳液的耐水性优异,粒径小、单分散性好。SiO2无机网络在丙烯酸酯聚合网络中起到了交联点的作用,并与有机相之间有良好的键合;复合乳液的热稳定性和摆杆硬度随着正硅酸乙酯(TEOS)用量的增加而增强,而拉伸强度、断裂延伸率则先增大后减小。     

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.     

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℃。     

在全氟壬烯溶剂中甲苯的绿色硝化反应

利用全氟壬烯-甲苯两相体系研究甲苯的硝化反应.以全氟壬烯为甲苯硝化反应的溶剂,考察了硝化体系、甲苯和全氟壬烯的相比、反应时间和反应温度对硝基甲苯收率的影响.在反应温度下全氟壬烯可以和甲苯形成全氟壬烯-甲苯两相体系.在等摩尔量的甲苯和发烟硝酸中,在浓硫酸催化下,全氟壬烯使单硝基甲苯收率大大提高.在n(甲苯)∶n(发烟硝酸)∶n(浓硫酸)∶n(全氟壬烯)=1∶1∶0.2∶0.52,50℃下反应5 h,硝基甲苯收率达到95.2%.全氟壬烯回收率高达97.6%,直接套用6次,硝基甲苯收率变化不大.反应后又会分成两相处理方便,硫酸可以回收利用,是较好的绿色硝化方法.     

含全氟壬烯基的丙烯酸酯的合成

以p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺(Ⅰ)为原料,经羟甲基化和酯化两步反应,制备了p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺基丙烯酸甲酯(Ⅱ),用FTIR、1HNMR、19FNMR对其结构进行了表征。中间体N-羟甲基-p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺(Ⅲ)的最优合成工艺条件为:n(Ⅰ)∶n(甲醛)=1∶6.0,碳酸钠为碱性催化剂,pH=8.0～10.0,70℃反应8h,Ⅲ的收率84.7%。Ⅱ的最优合成工艺条件为:n(Ⅲ)∶n(丙烯酸)=1∶2.0,甲苯为共沸剂,对甲苯磺酸为催化剂,回流反应8h,Ⅱ的收率74.2%。     

全氟己基季铵盐型表面活性剂的制备及其表面活性

以全氟己基磺酰氟和N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料,经酰胺化和季铵化反应,制备了N,N,N-三甲基-N-(N'-全氟己基磺酰胺基)丙基碘化铵。用IR、1HNMR、MS(ESI)等方法对其结构进行了表征,并测试了其表面张力等性能。结果表明,N,N-二甲基-N'-全氟己基磺酰基丙二胺合成的较佳工艺条件为:以乙酸乙酯为溶剂,三乙胺为缚酸剂,n(C6F13SO2F)∶n〔H2NC3H6N(CH3)2〕=1∶1.2,室温反应3 h,收率为90.9%。季铵化反应的较优合成条件为:以四氯化碳为溶剂,n〔C6F13SO2NHC3H6N(CH3)2〕∶n(CH3I)=1∶1.7,室温反应2 h,收率为97.6%。所得季铵盐临界胶束浓度(CMC)为3.50 mmol/L,在CMC时表面张力为17.8 mN/m,具有良好的表面活性。     

氟灭酸化学研究进展

简要介绍了氟灭酸的几种合成方法和分析方法。对乌尔曼缩合法,N-芳基甲酰胺法和间硝基邻卤苯甲酸法的利弊作了比较。分光光度法是氟灭酸的主要分析方法,反相高效液相色谱法将有更多的应用。