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1、水性含氟聚合物梯度涂料的研究答辩人：林丹阳指导老师：孙金鹏摘要本论文通过乳液聚合合成了具有环氧基团的氟硅材料,再与水性环氧树脂、固化剂混合反应,生成由化学键结合的功能梯度材料。不但保持了氟硅材料良好的热性能、耐候性和自洁性,而且具有环氧树脂优异的附着力,价格较低廉,具有很好的使用发展前景。功能梯度材料功能梯度材料(FunctionallyGradientMaterial,简称FGM)是指在材料的制备过程中,采用先进的复合技术,使材料的微观要素(包括组成和结构),在某特定方向上呈连续(或准连续)的梯度变化,从而使材料的宏观性能也在同一方向上呈连续(或准连续)梯度变化的一种非均质复合材料。高分
2、子梯度材料共聚物型填充复合型共混型互穿网络型高分子梯度材料的应用医用药物材料压敏胶梯度玻璃及梯度折射率光纤阻尼材料其他应用含氟硅聚合物梯度材料含氟硅聚合物作为一种新型材料,有机结合了有机硅与有机氟化合物的优点,成为聚合物材料领域的一个新的热点。含氟材料一般为长链碳氟化合物,碳氟键能较大,比较稳定,氟原子不但与碳原子结合牢固,而且在碳骨架外层排列十分密切,有效地防止了碳原子和碳链的暴露,故碳氟化合物表现出卓越的化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能。有机硅材料兼有无机物和有机物的性能,具有优良的耐高低温(-60～310℃)、耐紫外线、耐氧化降解等性能环氧树脂水性化体系的特点环氧树脂水性
3、化体系的优点是：含很少的有机溶剂,环境污染小,没有失火隐患;生产及施工设备可以用水清洗,操作安全、方便;具有优良的附着力,对于难粘的基体,如湿的混凝土表面或其它旧表面具有良好粘结性。缺点是：①与有机溶剂相比,水的蒸发热高,在低温和高湿情况下,水的蒸发更慢,使干燥时间延长;②水的表面张力较高,这对基体的润湿相对困难;③水的导电率高,使金属易腐蚀,例如在涂膜干燥过程中发生的闪蚀问题;④水的冰点比大多数有机溶剂高,因此,水性涂料的冻融稳定性较差,当然可以通过加入抗冻剂来解决。国内外水性环氧树脂技术的发展概况第一代产品是直接用乳化剂进行乳化,第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,
4、第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的,这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂,由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。为适应环保法规对VOC的限制,我国从上世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的开发。中国化工报2004年7月13日报道:浙江安邦新材料发展有限公司刚开发研制成功的水分散型自乳化环氧树脂体系属于第三代环氧体系。该体系的一个重要改进是将亲水性的非离子表面活性剂连接到树脂和固化剂中,增加了体系的稳定性。其技术达到了美国壳牌公司同类产品水平。合成含氟硅聚合物梯度材料实验 与分析检测实验原料单体：5ml甲基丙烯酸六氟丁酯（CH2=C
5、(CH3)-CO-O-C-CF2-CHF-CF3,相对分子质量250.14，ρ=1.348g/cm3),10ml乙烯基三乙氧基硅烷（H2C=CHSi(OC2H5)3,相对分子质量,ρ=0.903g/cm3）;7.5ml甲基丙烯酸甲酯（CH2=C(CH3)-CO-O-CH3,相对分子质量112,ρ=0.942g/cm3),7.5ml丙烯酸乙酯（CH2=CH-CO-O-CH2-CH3,相对分子质量102,ρ=0.920g/cm3）；引发剂：0.256g过硫酸铵(APS)；复合乳化剂：1gOP-10,2.2g十二烷基磺酸钠（SPS）；1ml甲基丙烯酸缩水甘油酯（C7H10O3,相对分子质量142
6、,ρ=1.073g/cm3);52ml水性环氧树脂H1150,12ml水性环氧固化剂H215B。实验器材铁架台，四口瓶（250ml）搅拌器，温度计水浴锅，滴液漏斗实验步骤（1）组装仪器；（2）在四口瓶中加入1gOP-10，2.2gSPS和50ml去离子水，加热到60℃，充分搅拌，使其完全溶解；（3）加入5滴正辛醇，以消除溶液中的泡沫；（4）分别量取7.5ml的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯，5ml甲基丙烯酸六氟丁酯和10ml乙烯基三乙氧基硅烷和混合装入滴液漏斗1中，再量取0.256gAPS配成31ml的溶液，装入滴液漏斗2中，以1：1的比例向反应液中滴加，0.75~1h内完成，温度控制在70~
7、75℃；（5）待1中单体滴完，再分别量取混合装入滴液漏斗1中，仍与APS以1：1的比例向反应液中滴加，0.75~1h内完成，温度控制在70~75℃；（6）再待1中单体滴完，装入1中，同样与APS以1：1的比例向反应液中滴加，速度同（5），滴加完后继续搅拌1h；（7）将反应液降至60℃以下，用NaHCO3溶液滴定，调节乳液pH=6~7，继续降温至23±2℃，倒入烧杯，待用；（8）将水性环氧树脂和水性环氧固化剂按20：3的比
