含氟大单体法氟碳无皂乳液的制备及性能研究

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1、隍压料技大学论文题目：含氟大单体法氟碳无皂乳液的制备及性能研究学科门类：工学一级学科：应用化学培养单位：化学与化工学院硕士生：李宁导师：李刚辉2014年5月TITLESYNTHESISANDPRoPERTIESoFCATIoNICFLUoRoCARBoNEMULSIFIER．FREELATEXBYFLUoRINATEDMACRoMoNoMERAThesis(orDissertation)SubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfort

2、heDegreeofMasterofEn2ineerin8ScienceByNingLiSupervisor：Prof．GanghuiLiMay2014含氟大单体法氟碳无皂乳液的制备及性能研究摘要含氟丙烯酸酯聚合物乳液同时兼具丙烯酸酯聚合物优良的成膜性能和含氟聚合物强稳定性及防水防油性能，从而受到人们的关注，在织物整理、纸张施胶、皮革及微电子等诸多领域有着广泛的应用前景。含氟丙烯酸酯乳液以水为介质，安全无毒、对环境无污染，是目前研究的热点之一。本工作主要包括以下几个方面的内容：(1)根据含氟单体及无皂乳液聚合特点，以异氟尔酮．二异氰酸酯(IPDI)、烯丙基聚乙二醇(

3、APEG)、十二氟庚醇(FOH)为原料，制备出了非离子型含氟表面活性单体(FSM)；并利用FT．IR和1H-NMR对FSM的分子结构进行了表征。FT-IR和1H-NMR表明，FSM的合成是成功的。(2)以自制的FSM为乳化剂，甲基丙烯酸六氟丁酯(FA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为主要单体，通过无皂乳液聚合制备出固含量较高(25％)、稳定性较好、乳白色泛蓝光的阳离子氟碳无皂乳液。a实验结果证实了P(St-BA．DMC．FA)qh各单体单元的存在。b考察了可聚合乳化剂的添加量对乳液性能的影响。随着FSM用量的增加，凝聚率

4、和沉淀量均呈单调递减的趋势，但降幅越来越小，分别降低了83．5％和32．1％；平均粒径显著下降，从89．56nm降为57．32nm，分布曲线从多分散性变为单分散性；表面自由能从20．05mJ／m2逐渐增加为21．72mJ／m2，增加了8．3％。c随着含氟单体用量的增加，凝聚率和沉淀量均明显增加，使乳液的稳定性降低；平均粒径从53．92nm增加到78．14nm，且从单分散性向多分散性转变；随着含氟单体用量的增加，乳胶膜表面自由能从44．68mJ／m2显著下降到20．05mJ／m2，降低了55．1％。d随着热处理温度从30℃增加到1lO℃，乳胶膜的吸水率从14．44％降

5、至5．16％，乳胶膜表面自由能则从27．47mJ／m2降至20．36mJ／m2，表明热处理有利于含氟链段从聚合物内部迁移向乳胶膜表面富集。(3)将制得的乳液配制成不同浓度，对纸张进行表面施胶。实验结果显示：随着功能性单体FA用量增大，纸张的防水防油性逐渐增大，经过含氟单体质量分数为25．11％的乳液施胶后，纸张纤维对水和液体石蜡的接触角分别为135．94。和111．88。。扫描电镜分析结果表明，瓦楞纸经过阳离子氟碳无皂乳液表面施胶处理后，纸张纤维较好的贯穿起来，连接紧密，并且变得比较光滑。关键词：含氟表面活性单体，无皂乳液，防水防油剂，乳液性能，表面性能，固化温度I

6、ISYNTHESISANDPRoPERTIESoFCATIoNICFLUoRoCARBoNEMULSIFIER-FREELATEXBYFLUoRINATEDMACRoMoNoMERABSTRACTFluorinatedacrylicpolymeremulsionbothcombinestheexcellentfilmformingpropertiesofacrylatepolymerandhighstability，water／oilrepellentpropertiesoffluoropolymers．Asaresult，ithasgainedincreasing

7、lyinterestandappliedintextiletreating，papersizing，leather，microelectronicsandotherfields．Fluorinatedacrylicpolymeremulsiontakingthewaterasanenvironmentalsecuremediumhasattractedtheinterestingattentionofmanyinvestigators．Themainresearchcontentsandconclusionsaredividedintothefollowingp