含全氟基团的丙烯酸酯单体及其聚合物的制备研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文含全氟基团的丙烯酸酯单体及其聚合物的制备研究姓名：李伟华申请学位级别：硕士专业：分析化学指导教师：傅洵20030530含全氟基团的丙烯酸酯单体及其聚合物的制备研究摘要本文以全氟辛酸为起始原料，经下列步骤合成了含全氟基团的丙烯酸酯单体及其共聚物：全氟辛酸在DMF的催化作用下与SOCl：反应生成全氟辛酰氯(I)，平均收率为92．6％：然后以THF作溶剂将(I)与乙醇胺反应得到N一羟乙基全氟辛酰胺(II)，平均收率为77．8％；在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，以甲基异丁基甲酮作溶剂，(II)先与

2、2，4一甲苯二异氰酸酯反应，然后再与甲基丙烯酸一B一羟乙酯反应，即可得到含全氟基团(侧链)的丙烯酸酯单体(III)，平均收率为81％。仔细讨论了各步反应的影响因素，用红外光谱确证了其产物。将含全氟基团(侧链)的丙烯酸酯单体(III)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯单体，用偶氮二异丁腈作引发剂，甲基异丁基甲酮作溶剂进行溶液聚合制得含全氟基团(侧链)的丙烯酸酯共聚物溶液。当氟单体含量10％～20％时，其共聚物溶液涂膜的耐水、耐碱、耐溶剂以及自沽性能都大大优于不含氟单体的丙烯酸酯共聚物溶液。例如，不含

3、氟单体时，共聚物涂膜与水的接触角为30：8，含氟单体5％时接触角为72．2。当含氟单体和硅烷偶联剂单体KH一570配合使用时，上述性能更加优异：含氟单体5％，再加5％KH一570时接触角为74．6。将含全氟基团(侧链)的丙烯酸酯单体(III)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯单体，用十二烷基二苯醚二磺酸钠作乳化剂，叔丁基过氧化氢和雕白块作引发剂。进行乳液聚合。当氟单体含量5％～15％时，其共聚物乳胶膜的耐水、耐碱、耐溶剂以及自洁性能都大大优于不含氟单体的丙烯酸酯共聚物乳胶膜；不含氟单体乳胶膜与水的

4、接触角为30．1，含氟单体5％时接触角为71．7。用以上两种含氟丙烯酸酯共聚物可以制备低表面能防污涂料。关键词：全氟辛酸：氟化丙烯酸酯单体：含氟丙烯酸酯共聚物：溶液聚合乳液聚合；含氟涂料StudyonthepreparationofperfIuoroacryIatemonomeranditscopoIymerABSTRACTTheperfluoroacrylatemonomeranditscopolymerarepreparedbyusingtheperfluorooctanoicacidastheinitial

5、materialthroughthef01lowingprocessesinpresentpaper：Perfluorooctanoylchloride(I)isobtainedbyreactionof。perfluorooctanoicacidandSOCl2，theaverageproductivityis92．6％．Then(I)istreatedwithethanolamineinTtlFasthesolventtogive(N-hydroxyl—ethyl)一perfluorooctanamide(II

6、-)：Theaverageproductivityis77．8％．UnderthecatalysisofdibutYltindilaurateandthesolventof4-,Methyl一Pentanone一2。(II)isfirstlYtreatedwith2，4-tolYleriediiSOCyanate，thenthereactionmixtureisfurthertreatedwithB-hydroxy卜ethylmethylacrytatetogivethetitleproduct(III)．The

7、averageproductivityreached81％．ThemaininfluencingfactorsineachreactienabovementionedarestudiedandthestructuresoftheproductsineachstepareconfirmedbyIRspectrum．Withthesolventef4-Methyl—Pentanone一2andtheinitiatorofazobisisobutyronitri1e，theperfluoroacrylatecopoly

8、merispreparedthroughsolutioncopolymerizationwiththeperfluoroacrylatemonomer(III)，methylmethylacrylate，ethyleneacrylateandbutylacrylate．WhentheconcentrationofperfluoroacrylatemonomerislO％一