含氟聚氨酯的制备研究进展

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1、化学工程与装备2013年第8期168ChemicalEngineering&Equipment2013年8月专论综述含氟聚氨酯的制备研究进展81,21,21,21,2黄志国，辛梅华，李明春，张艺（1．华侨大学材料科学与工程学院；2．环境友好功能材料教育部工程中心，福建厦门361021）摘要：含氟聚氨酯是一种具有特殊功能的高分子材料，将含氟基团引入聚氨酯，既可以结合聚氨酯优异的机械性能和两相微结构特征，又能改善聚氨酯的表面性能和整体性能，赋予材料优异的热稳定性、化学惰性、生物相容性、憎水憎油和抗粘附特性等，因此含氟聚氨酯在医药、涂料、皮革装饰和纺织工业都

2、有很好的应用前景。本文综述了近年来采用含氟异氰酸酯、含氟一元醇和多元醇、含氟扩链剂和含氟丙烯酸酯等制备含氟聚氨酯的研究进展，并对今后的研究方向进行了展望。关键词：聚氨酯；含氟聚氨酯；合成；性能聚氨酯（PU）是一种具有极佳微调性的材料，选择不同原来的机械性能，而且其表面性能比未改性的聚氨酯有很大数目的官能团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，的提升。[1-3][10]可以制备出性能各异、表观形式各种各样的聚氨酯产品。Tang等制备了以低表面能的氟化物将含氟基团引入聚氨酯可以结合聚氨酯优异的机械性能和（CF3(CF2)nCH2CH2OH，n=3-17）

3、为封端的聚氨酯，把这种含两相微结构特征，又能在很大程度上改善聚氨酯的表面性能氟聚氨酯加入到其它种类的聚氨酯后，含氟聚氨酯明显向表和整体性能，赋予材料优异的热稳定性、化学惰性、低表面面迁移从而使表面难以润湿。研究表明添加了合成的含氟聚能、生物相容性和低摩擦系数等，并且低表面能和低摩擦系氨酯后，普通聚氨酯的可润湿性已经接近聚四氟乙烯，机械[4-7]数又使含氟聚氨酯具有突出的憎水憎油和抗粘附特性。性能测试表明含氟封端剂的引入没有对聚合物的整体性能[8][11]由于含氟聚氨酯的优异性能，自1958年Lovelace申请了第产生较大影响。Xie等使用全氟-1-癸

4、醇（CF3(CF2)7CH2CH2一个含氟聚氨酯专利以来，含氟聚氨酯的合成便引起了各国OH）对聚碳酸酯型聚氨酯进行封端，研究了端基含氟聚氨酯科研工作者的广泛关注，成为聚氨酯研究的热点之一。合成的表面结构，发现含氟基团在表面富集形成双层结构，最外含氟聚氨酯的原料主要有含氟异氰酸酯、含氟封端剂、含氟层为向外迁移含氟基团，内层则是由聚氨酯的硬段组成；同多元醇、含氟扩链剂及含氟丙烯酸酯等，但含氟异氰酸酯由时该含氟聚氨酯还维持了很高的机械性能，也保存了原来的[12]于合成难度大、成本高，在应用方面有很大的局限性，现已微相分离结构。Zhu等以含氟一元醇（FPOL，

5、鲜见报道。本文综述了近年来含氟聚氨酯的制备及性能研究CF3CF2CF2O(CFCF3CF2O)2CFCF3CH2OH）、聚乙二醇、1,4丁二醇进展。合成了含氟聚氨酯，测试结果表明，与未改性的聚氨酯比较，1含氟封端剂改性制备含氟聚氨酯含氟聚氨酯的Tg没有变化，含氟端基的引入对聚氨酯的相氟化一元醇可以作为封端剂加入聚氨酯合成的原料中分离没有产生影响。而且聚氨酯的端羟基能与氨基酯键反应制备含氟聚氨酯。由于其表面能低，位于聚合物的端位，能导致其发生断链（见图1），而没有反应活性的含氟端基的够很快移到表面形成保护层，提高聚合物的表面性能。但是引入取代了原来的端羟

6、基使聚氨酯的热性能提高；与水的接[9]有研究认为氟化一元醇只是以封端剂的形式引入聚氨酯触角从85º上升到113º，疏水性能得到明显提高。Canak[13]中，含氟量低，对改性聚氨酯的性能影响不大。虽然以氟化等以3,5-二羟基苯乙醇和五氟苯基溴反应合成含氟封端一元醇合成的含氟聚氨酯整体性能没有太大提高，但是氟化剂，并以此为原料与甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸一元醇对聚氨酯的微相分离没有产生较大影响，基本保留了酯制备了紫外光固化的含氟聚氨酯/丙烯酸酯复合涂料，研基金项目：福建省重点科技项目（2009H0030）、福建省自然科学基金（2011J01312

7、和2012J01396）及科技部科技人员服务企业项目（2009GJC40030）。黄志国：含氟聚氨酯的制备研究进展169究表明该复合涂料除了良好的疏水性能外，还具有很高的热端基为羟基的聚二甲基硅氧烷为软段，合成了一系列含氟聚[14]稳定性和耐溶剂性。Ge等采用全氟-1-癸醇与4,4'-二苯氨酯。适合用于合成革用拨水剂，添加0.5%的该含氟聚氨基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二醇合成了一种具有全酯所制成的合成革就具有良好的疏水性能，同时宏观表面光氟端基的含氟聚氨酯，并与普通聚氨酯混合后一起纺丝，制滑、平整。备出一种防水透湿的微纤维膜。氟化物的加入使表面粗糙

8、度2含氟多元醇改性制备含氟聚氨酯和孔隙率极大提高，使该微纤维膜具有超疏水性（接触角聚醚多元醇和