水性含氟丙烯酸酯乳液合成及性能的研究

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1、摘要氟是元素周期表中电负性最大的元素，因此聚合物中氟原子上负电荷比较集中，电子云密布。相邻氟原子互相排斥使含氟聚合物主链上连接的氟原子沿着锯齿状的碳－碳链呈螺旋状分布，并且氟原子共价半径非常小，聚合物的主链受到严密的屏蔽而免受外界因素的直接作用。含氟聚合物中的氟－碳键的键长小、键能很大；氟原子极化率低。因此，含氟聚合物具有很多特殊的性能，如：热稳定性、化学稳定性和耐候性、低的表面能、不粘性、耐化学腐蚀性、阻水阻油性等。利用六氟丙烯三聚体（C9F18）与甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）等原料，在三乙胺存在下，合成甲基丙烯酸全氟壬烯

2、氧基乙酯（FNEMA）；利用合成的甲基丙烯酸全氟壬烯氧基乙酯与丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）进行乳液共聚合，合成稳定的含氟乳液。并对这种含氟乳液的稳定性及乳胶膜的疏水性进行了研究。在三乙胺（NEt3）的存在下，利用六氟丙烯三聚体与甲基丙烯酸羟乙酯直接混合进行反应，生成甲基丙烯酸全氟壬烯氧基乙酯（FNEMA）。反应过程中未使用溶剂，降低了生产成本，并且有利于环保。研究了反应温度、单体配比对FNEMA产率的影响；采用气相色谱对反应过程中的1明，当C9F18:HEMA＝1:1.5（物质的量比），温度是

3、30℃时，FNEMA的产率最高为93％。I转化率进行测定；通过FT-IR、H-NMR对合成的单体进行了表征。结果表以过硫酸铵（APS）为引发剂，十二烷基硫酸钠（SDS）和壬基酚聚氧乙烯醚（OP－10）的混合物为乳化剂，FNEMA，丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）为共聚单体，进行乳液共聚合。在未使用含氟乳化剂的情况下，合成了稳定的乳液。考察了乳液的稳定性、乳胶粒的粒径，研究各个单体用量对乳液聚合的影响，并且通过DSC、FT－IR对共聚物的结构进行了表征。随后研究乳液成膜后的性质，如疏水性、吸水率等。

4、用接触角测定方法研究了乳胶膜的表面性能。结果表明，随着含氟单体用量的增加，合成的乳液所成的膜，其表面接触角逐渐增大，表面自由能显著降低；当含氟单体的用量为20wt％时，其表面接触角为105°，再增加含氟单体的用量，表面接触角的变化不是很明显。经过热处理后，表面接触角的有一定程度的增大。关键词：六氟丙烯三聚体，甲基丙烯酸全氟壬烯氧基乙酯（FNEMA），乳液聚合，含氟丙烯酸酯乳液IIABSTRACTFluorineisthemostnegative-electronicelement，Sonegativechargesgathe

5、redaroundfluorineatomsandelectroncloudcovereddenselyinpolymers.Thattheneighboringfluorineatomsrepelmutuallymakethefluorineatomswhichconnectwiththemainchainofthefluorine-containingpolymersspiral-shapeddistributionalongthezigzagcarbon-carbonchain.Theradiusoffluorinea

6、tomisextremelysmall，sothemainchainprotectedwell.Thefluorine-carbonbondofthefluorine-containingpolymerisshortsothebondenergyisverybig.Thepolarizabilityoffluorineatomislow.Therefore，thefluorine-containingpolymershavemanyspecialperformancessuchasthethermostability，the

7、chemicalstabilityandtheweather-resistant，thelowsurfaceenergy，thenon-adherence，chemistrycorrosivenessresistant，thewater-repellency,andsoon.Thefluorine-containingacrylatewassynthesizedbyhexafluoropropylenetrimer，HEMAandothermonomersontheconditionoftri-ethylamine

8、(NEt3)’sexistenceinthisthesis.Thefluorine-containingemulsionwascopolymerizedwiththisspecialfluorine-containingacrylate,BA,MMA,AA.TheFluorine-cont