论文部分内容阅读
含氟丙烯酸酯聚合物因具有良好的耐候性和优异的表面性能而具有广泛的应用价值，但是由于含氟丙烯酸酯类单体价格昂贵，且含氟丙烯酸酯均聚物成膜性能以及与其他聚合物的相容性较差，很大程度上限制了含氟丙烯酸酯聚合物的应用。本课题为拓展含氟丙烯酸酯聚合物的应用，从以下三个方面了进行研究: (1)利用“粒子设计”思想，以2-（全氟辛基）乙基丙烯酸酯(FOEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及丙烯酸丁酯(n-BA)作为共聚单体，通过半连续种子乳液聚合法成功制备了壳层富含含氟单体FOEA的核-壳型含氟乳液，并通过改变壳层单体中n-BA/MMA的比例，合成一系列不同配比的核-壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液。并利用傅立叶红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析仪(TG)等对合成的核-壳型含氟乳液进行表征，发现制备的含氟乳液具有明显的核-壳型结构，聚合物热稳定性明显提高，同时增加壳层单体中n-BA的比例有利于含氟乳液乳胶粒形成核-壳结构。 (2)以含氟单体2-（全氟己基）乙基丙烯酸酯(FHEA)、2-（全氟辛基）乙基丙烯酸酯(FOEA)、2-（全氟癸基）乙基丙烯酸酯(FDEA)以及甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)为原料，合成了一系列氟元素含量、乳液粒径以及玻璃化转变温度(Tg)相当的具有不同含氟侧链结构的含氟丙烯酸酯共聚物乳液，并分别与同一种纯丙烯酸酯乳液进行复配，在不同成膜温度下制备了自分层梯度共混膜。利用扫描电镜-光电子能谱仪(SEM-EDS)和原子力显微镜(AFM)表征了共混乳胶膜表面的氟元素含量及其含氟组分的形貌结构，结果表明含氟组分在乳胶膜表面富集，并在膜表面发生了微相分离，且膜表面氟元素含量大于膜内部氟元素平均含量;同时发现具有长含氟侧链结构的含氟丙烯酸酯聚合物更容易向乳胶膜表面迁移富集，膜表面氟元素含量富集以及相分离程度更加显著。 (3)FOEA含氟丙烯酸酯共聚物乳液与纯丙烯酸酯乳液进行不同比例的共混，通过对共混乳胶膜的表面氟元素含量以及膜表面形貌结构的分析来研究共混体系中含氟乳液含量对成膜过程中含氟组分自分层行为的影响，发现共混乳液中含氟组分含量超过40％以后，继续增加含氟组分含量，对乳胶膜表面氟元素含量的增加贡献不大;同时在共混体系中添加高沸点亲水性助溶剂以及含氟特殊助剂，发现降低水相的挥发速率和表面张力有利于含氟组分向膜表面迁移富集的自分层行为。