含氟聚合物(PPFGs)的制备及其构筑疏水棉布的性能研究

采用五氟苯乙烯(PFS)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料,调控PFS和GMA摩尔比例制备了一系列含氟聚合物(PPFGs),利用PPFGs支链末端环氧基团与基体棉布表面羟基发生化学反应来提高棉布的疏水性能及其耐久性能.通过对PPFGs处理棉布的接触角和形态形貌分析测试表明,含氟聚合物PPFG2化学键合处理的棉布不仅...     

含氟环氧树脂杂化纳米二氧化硅超疏水材料的制备与性能

目前超疏水材料的制备方法大都存在着制备工艺复杂的缺点。 本文采用传统自由基聚合方法,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)为单体,合成具有交联性的前驱聚合物P(GMA-r-St)。 再用三氟乙酸(TFA)对其进行接枝改性,制备含氟环氧聚合物P(GMA-r-St)-g-TFA。 利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性纳米二氧化硅(SiO₂),对其进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)表征。 氨基改性的纳米二氧化硅与含氟环氧聚合物混合制备的超疏水改性材料,棉织物表面经其浸泡,可快速构建超疏水结构。 通过改变改性纳米颗粒的含量,探究其构筑的棉织物的疏水性能和耐溶剂性能。 研究结果表明,经浸泡改性的棉织物,水接触角为160°,耐溶剂性时间为130 min,具备很好的耐溶剂性。 该方法可广泛应用于多种基底材料表面的疏水改性。     

含氟聚合物修饰碳纳米管及其聚氨酯复合疏水膜的研究

利用羟基碳纳米管上的羟基与2-溴异丁基酰溴之间的简单反应, 在碳纳米管上引入了含溴ATRP引发剂, 并进一步引发含氟丙烯酸酯的ATRP聚合, 从而在碳纳米管表面接枝上了低表面能的含氟聚合物. 红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)的研究结果表明碳纳米管与含氟聚合物之间为化学键连接. 以此低表面能聚合物包裹的碳纳米管作为填充粒子, 采用溶液浇铸方法制备了聚氨酯/碳纳米管复合膜, 并利用溶剂四氢呋喃(THF)刻蚀表面获得了不同碳纳米管裸露程度的复合膜材料. 静态接触角测试结果表明, 无论是羟基碳纳米管还是低表面能修饰的碳纳米管均可提高其复合膜的疏水性能, 且其疏水性能随碳纳米管含量的增加而增加; 相同含量时, 含氟聚合物接枝后的碳纳米管使复合膜具有更佳的疏水性能, 膜表面经溶剂刻蚀后可显著提高其疏水性能. 采用扫描电子显微镜(SEM)研究了加入碳纳米管和溶剂刻蚀对聚合物表面微观结构以及材料表面疏水性能的影响. 上述结果表明: 利用接枝聚合物可改变碳纳米管本身的疏水性能, 并可进一步制备新型的具有表面疏水性能的聚合物纳米复合材料.     

带有羧基的含氟丙烯酸酯共聚物的制备及超疏水性能研究

以甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸全氟烷基乙基酯为单体,以可逆加成-断裂链转移方法合成含氟嵌段共聚物,同时以常规自由基溶液聚合制备相似组成的无规共聚物.采用溶剂挥发成膜方法成膜,研究共聚物组成与结构对膜表面形貌和疏水性能的影响.结果表明,羧基单体的引入改变了含氟丙烯酸酯聚合物的溶解性能和成膜性能,使用常用溶剂就可...     

含氟高分子/SiO2杂化疏水材料的制备及涂层表面性质

采用自由基溶液聚合与溶胶-凝胶法相结合的方法制备了含氟高分子/SiO2杂化疏水材料.通过甲基丙烯酸十二氟庚酯(FA)与乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)共聚合成了含氟硅共聚物(PFAS),进一步通过原硅酸乙酯(TEOS)与PFAS共聚物溶液共水解缩聚制备了具有含氟侧基的碳碳主链高分子和硅氧网络的含氟高分子/SiO2杂化疏水材料.研究结果表明,SiO2组分含量提高可以显著增加杂化材料薄膜的涂敷厚度,改善其耐久性能,而对杂化材料疏水性能的影响不大.     

“梳形”含氟功能聚合物的构建与应用

含氟化合物因具耐热性、耐化学性和低表面能等优异性能,在设计具有特殊功能和特定化学物理性质的功能聚合物时展现出优秀的特性。然而目前大部分含氟聚合物仍是通过传统的自由基聚合获得,难以对聚合物的聚合过程进行调控,导致具有新型结构的含氟聚合物的构建较为困难。随着可控/活性自由基聚合方法的发展,如原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization, ATRP),可逆加成-断裂链转移聚合(rever-sible addition-fragmentation chain transfer polymerization, RAFT)和开环易位聚合(ring opening metathesis poly-merization, ROMP)等,构建新型结构的含氟聚合物成为可能。通过对含氟聚合物的聚合过程和结构的精准控制,结合“grafting-from”、“grafting-to”和“grafting-through”三种接枝方法可得到“梳形”结构的含氟聚合物。由于含氟链段的高温自迁移性,将含氟链段作为“梳段”,使其具有独特的物理化学性质,在光电、生物医药等高端...     

接枝改性PVDF基含氟聚合物

聚偏氟乙烯(PVDF基)含氟聚合物由于其独特的性能受到了广泛的关注.将功能化链段引入PVDF基含氟聚合物可以进一步提升其性能并拓展其应用领域.相较于物理共混法和直接共聚改性法,通过接枝改性法将功能化单体引入含氟聚合物的侧链具有更显著的优势,可便捷、高效地得到组成精确,结构可控的接枝共聚物.本文综述了通过活性自由基聚合(...     

核壳型含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能

采用饥饿态半连续种子乳液聚合方法, 在十二烷基硫酸钠(SDS)/辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-10)复合乳化剂的作用下, 分别选用甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEM)、甲基丙烯酸六氟正丁酯(HFBM)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为含氟单体, 合成以丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和含氟单体为原料的核壳型结构含氟丙烯酸酯共聚物乳液. FTIR, 1H NMR, TEM和DSC分析结果显示, 获得了BA/MMA/含氟单体的共聚物乳液, 且乳液具有明显的核壳结构. DSC, TGA和SEM-EDX的分析显示, 核壳型结构的共聚物具有优异的热力学稳定性能和成膜性能; 长侧链或短侧链含氟单体对共聚物的热稳定性影响不明显, 但侧链较长的含氟单体所获得的聚合物在成膜过程中更易向表面迁移, 更能体现含氟聚合物的优点.     

含悬垂双键的可降解支化聚合物的合成与表征

以氢化钾与苯甲醇的羟基反应形成氧阴离子,引发ε-己内酯(ε-CL)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共聚反应,一步法制备带悬垂双键和端羟基的可降解支化聚合物.并将制备的聚合物与甲苯二异氰酸酯反应得到可降解聚氨酯薄膜.通过核磁(~1H-NMR、13C-NMR)、三检测体积排阻色谱仪(TD-SEC)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和扫描电镜(SEM)对聚合物的结构和性能进行测试和表征.结果表明,氧阴离子能成功引发ε-CL和GMA的共聚反应,得到含大量悬垂双键的可降解支化共聚物.增加GMA的用量,共聚物的支化度从0.06增加到0.14,重均分子量从6.70×103增加到1.19×105,结晶度从47.6%降至非晶态.核磁结果表明共聚物中最多含有67%的悬垂双键.SEM结果表明通过15天的酶促降解,由该支化聚合物制备的聚氨酯薄膜表面变得非常粗糙,发生明显降解.     

一种含氟丙烯酸树脂的制备及其表面疏水性

在聚合反应的后期阶段,向体系中引入含氟丙烯酸酯单体全氟辛基-(N-乙基-N-丙烯酸乙酯基)磺酰胺(QG-F814)共聚改性的方法制备了一种含氟丙烯酸树脂.接触角测定表明,该树脂具有良好的疏水性能.热重分析表明,该树脂在改性前后的耐热稳定性差别不大.     

水分散体系中甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸八氟戊酯嵌段共聚物的合成与表征

在聚合物链上引入氟元素可以赋予聚合物很多优异的性能 ,如良好的热稳定性、化学稳定性、生物相容性和憎水憎油性等 .含氟单体与一般单体共聚是合成含氟共聚物的重要途径 .通过原子转移自由基聚合 (ATRP)不仅可以实现多种单体的控制 (共 )聚合 ,而且可以合成出具有预定分子量、窄分子量分布以及结构明晰聚合物[1] ,我们曾报道了溶液体系中用ATRP方法合成含氟嵌段共聚物[2～ 4] .众所周知 ,大多数含氟聚合物都是通过乳液或悬浮聚合反应合成的 .然而 ,普通的乳液或悬浮聚合难以合成结构和组成可控的聚合物 ,如嵌段共聚物 ,所以近年来 ,水…     

含氟疏水缔合聚丙烯酰胺的制备及溶液性质研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、四氟丙醇(FOH)和烯丙基聚乙二醇(APEG1200)为原料合成了含氟表面活性单体(FSM),并以FSM为疏水单体,在它的胶束溶液中实现了其与丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的水溶液共聚合,制备出含氟疏水缔合聚丙烯酰胺(FAPAM)。采用流变仪研究了FAPAM水溶液的疏水缔合性能,并考察了盐、剪切率和温度对FAPAM缔合性能的影响。结果表明,FAPAM水溶液的疏水缔合性能受FSM含量的影响,具有一定的耐盐性。FAPAM属于假塑性体系,表现出较强的抗剪切性能。适当升高温度对FAPAM水溶液的疏水缔合有一定的促进作用。     

轻度交联环糊精聚合物包结诱导自组装胶束的研究

合成了含β-环糊精的多取代单体(GMA)x-CD,经自由基聚合得到轻度交联的或高度支化的聚合物P(GMA)x-CD;同时由自由基共聚得到含有金刚烷侧基的疏水聚合物PtBA-ADA.研究表明,他们可在碱性水中通过β-CD和ADA间的包结络合作用形成胶束.当改变聚合物浓度比时,胶束尺寸在150~300 nm范围变化.TEM和AFM研究表明胶束具有核壳结构,核为疏水PtBA-ADA,壳为亲水(GMA)x-CD.通过对胶束壳CD基的化学交联,将胶束结构进一步固定化.     

氟烯烃的活性/可控自由基聚合研究进展

含氟聚合物具有优异而独特的性能,主要是通过氟烯烃的聚合反应合成的。自从上世纪90年代以来,活性/可控自由基聚合反应获得极大的进展,发展了多种活性自由基聚合的方法,为聚合物的精确设计、合成提供了强有力的手段。氟烯烃的活性/可控自由基聚合反应研究始于上世纪70年代,碘转移聚合已经成功地应用于含氟热塑性弹性体的商业化生产。文献已经报道的氟烯烃活性/可控自由基聚合反应包括碘转移聚合(ITP)、烷基硼自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)或黄原酸酯交换法(MADIX)等。通过这些方法可以制备出分子量确定、结构多样化的含氟聚合物,如嵌段、接枝和遥爪聚合物等,使含氟聚合物的应用范围得到进一步拓展。本文结合本课题组的研究工作,对氟烯烃活性/可控自由基聚合反应的研究进展进行了简要综述。     

新型氟硅高分子材料的研究进展

在聚合物体系中以共价键的形式同时引入硅氧烷结构和含氟基团所得到的氟硅高分子材料是近年来研究较多的一类含杂原子的新型材料。该材料不但具有硅氧烷突出的热稳定性与有机氟聚合物优良的表面自洁性能,还兼备有机硅聚合物良好的加工性能,成为新型材料研究领域的一个研究热点,无论是在自组装方面还是防污、超疏水、耐高温等材料的制备方面都有很大的应用潜力。本文归纳总结了这一类材料最新的研究进展,针对其性能方面进行了简要的概述,并对这类新型的功能性氟硅材料的研究领域和方向进行了展望。     

涂料用含氟聚合物乳液的研究和应用

含氟聚合物乳液因具有优异的表面特性、耐候性和环境友好性,可望在高耐候涂料和特殊性能涂料领域获得广东的应用。本文对含氟聚合物乳液的制血、性能、应用以及聚合物结构与性能间的关系进行了较详细的综述。     

含氟聚合物分子链的构象和柔顺性

通过对含氟聚合物分子链内旋转构象的分析,发现含氟聚合物与其它结构类型的聚合物一样,其玻璃化转变温度Tg与分子链横截面积A和分子链内旋转让阻因子σ之间的关系遵循同样的规律^[1,2]。建议用Tg=973(σ-1.44)来计算含氟聚合物的分子链内旋转位阻因子。内旋转位阻因子相同时,含氟聚合物的玻璃化转变温度较其它结构类型的聚合物为高(图2),可归结为含氟聚合物分子链的紧密堆积。     

几种反应型相容剂及其在聚合物共混改性中的应用

反应型增容已经成为提高聚合物相容的一个重要手段。甲基丙烯酸缩水甘油配(GMA)、马来酸酐(MAH)和丙烯酸(AA)作为主要的接枝单体己得到广泛应用。本文从GMA、MAH和AA官能化聚合物的作用机理，以及他们作为反应型相容剂，通过“原位”反应增容聚合物共混体系，提高聚合物合金的相容性两个方面，介绍了国内外在反应型增容这一领域内所取得的进展。     

生物基不饱和聚酯树脂胶液及其棉织物增强复合材料的制备与性能

乙二醇、草酸与马来酸酐通过熔融缩聚制备了一种新型生物基不饱和聚酯(UPOEM).以丙烯酸环氧大豆油(AESO)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共混溶剂作为UPOEM的活性稀释剂,得到一系列黏度小、生物基含量较高、储存稳定、可与增强棉布浸润良好的生物基不饱和聚酯树脂胶液.黏度测试表明,GMA可明显降低AESO/UPOEM混合胶液的黏度,当GMA,AESO和UPOEM以质量比100∶100∶300共混时,得到的黄色透明树脂胶液的黏度小于780 m Pa·s,仅为原AESO和UPOEM共混胶液黏度的5.4%,并且可室温储存一个月以上仍保持均匀透明且黏度稳定.该胶液与增强棉布复合所得绿色复合材料的拉伸断裂强度接近30 MPa,玻璃化转变温度(Tg)可达90℃,热分解温度(Td,5%)在248℃以上,具有潜在应用价值.     

含氟聚合物共混对聚醚醚酮结晶行为的影响

通过示差扫描量热仪(DSC)对含氟聚合物与聚醚醚酮(PEEK)共混物的非等温结晶熔融行为和等温结晶熔融行为进行了研究.研究表明:不同的含氟聚合物以及具有不同端基的同种含氟聚合物对PEEK的结晶行为有不同的影响.端基为酰氟(COF)的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)能促进PEEK结晶时的成核,加快PEEK的等温结晶速率,而聚四氟乙烯(PTFE)则会减慢PEEK的等温结晶速率.