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含氟丙烯酸共聚物的制备及性能研究

时间:2011-04-14 22:42来源:未知 点击:

        本文对氟聚合物结构与特性、制备方法、表面性能以及应用领域作了综述性的介绍。由于氟原子的特性,含氟聚合物除了有较好的热稳定性和化学惰性外,其表面性能更为优异,主要表现为良好的自清洁性和憎水憎油性。基于这点,含氟丙烯酸聚合物被广泛应用于纺织、皮革、涂料、包装等领域。本文以甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯单体为原料,分别采用溶液聚合法和无皂乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯聚合物,并对聚合物反应过程及涂膜性能进行了研究讨论。在溶液聚合过程中,以偶氮二异丁腈作引发剂,甲基异丁基甲酮作溶剂制备含氟丙烯酸酯共聚物溶液,讨论了聚合温度、引发剂、单体等对聚合过程的影响,重点探讨了软硬单体配比、氟单体用量、羟值对涂膜性能的影响,采用红外光谱对共聚物的结构进行了分析,采用测接触角对涂膜的表面性能进行了测定,并将溶剂型含氟丙烯酸聚合物应用于卷材涂料中,分析其固化性能。以甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯制备的低聚物代替传统的乳化剂,过硫酸钾为引发剂,采用无皂乳液聚合法制得含氟丙烯酸酯共聚乳液,对乳液进行了聚合动力学研究——通过测定单体转化率研究反应温度、引发剂用量、氟单体用量等因素对反应速率的影响;采用红外光谱、示差扫描热分析对聚合物的组成和结构进行了分析;通过激光粒度仪、透射电子显微镜对乳胶粒尺寸分布和形态进行了分析;将聚合物制成涂膜,对其硬度、耐水性、耐溶剂性等性能进行分析,并采用测接触角和XPS分析技术对涂膜的表面性能进行了测定。总结实验得到如下结论:(1)在聚合反应中,单体转化率均随着温度的升高,引发剂用量(乳液聚合中还包括乳化剂用量)的增加而增大,即反应速率变快,而氟单体用量对反应速率的影响不大。(2)与纯丙烯酸聚合物相比,含氟丙烯酸酯共聚物所制得的涂膜的硬度、耐水性、耐、溶剂性、耐热性等性能更加优异,同时还具有极低的表面自由能(对水的接触角在102°以上)。(3)在乳液聚合中,乳胶粒子的粒径随着乳化剂、引发剂用量的增加而变小,而氟单体的用量对乳胶粒子粒径影响不大。(4)通过对涂膜的表面分析得出,氟原子具有较强的趋表现象。 

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