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含氟聚合物织物整理剂不仅具有拒水、拒油的功效,还有防污和易去污的功能,经织物整理剂整理过的织物依然能保有织物原有的色泽、手感、透气性、穿着舒适性等,从而成为当今拒水、拒油整理剂的主流。
本文使用微悬浮聚合、细乳液聚合和悬浮—乳液复合聚合三种不同聚合方法制备了含氟丙烯酸酯共聚物胶乳;考察了含氟聚合物的结构与性能间的初步关系。
研究得到的主要结论如下:
1.采用非氟表面活性剂复合物作为含氟单体悬浮共聚、细乳液共聚以及悬浮— 乳液复合共聚分散剂或乳化剂都可以不添加有机溶剂制备得到稳定性好的含氟共聚物胶乳。
2.在含氟单体的微悬浮共聚合中,表面活性剂的组成对于最终聚合物乳胶粒子 的形态结构及其共聚物胶乳的稳定性有着很大的影响;采用SDS/CA复配分散剂,两者质量比例为1:3时,用TEM可以观察到棒状含氟共聚物乳胶粒子;分散剂总量一定时,表面活性剂和高级脂肪醇的比例越接近,对于含氟单体/丙烯酸酯单体体系的分散稳定性越差。
3,非氟表面活性剂用作分散剂或乳化剂时,聚合单体配方中的氟单体组成超过20%,较长氟碳链(含氟碳原子数大于7)含氟单体的微悬浮聚合和细乳液聚合容易出现凝胶现象,悬浮一乳液复合聚合的氟单体配方组成达到40%时,聚 合反应都不会产生凝胶;同样的配方,采用细乳液聚合和悬浮—乳液复合聚合可以制备聚合物含量达到35%的稳定含氟聚合物胶乳,微悬浮聚合法只能制备聚合物含量为25%左右的稳定乳液。
4.相同的单体配方,用悬浮—乳液复合聚合得到最终聚合物胶乳的耐高、低温稳定性要比细乳液聚合得到的聚合物胶乳差,但稀释稳定性,pH值稳定性和贮存稳定性差别不大。
5.含氟共聚物的玻璃化转变温度T<,g>随着氟单体组成的增加而呈现下降趋势。共聚的非氟丙烯酸酯单体侧链长度和环境温度对聚合物表面的润湿性能也有一定影响;含氟共聚物分子链中,当长链非氟丙烯酸酯单体组成相对较高时,共聚物的聚集态结构有部分结晶现象。
6.含氟丙烯酸酯单体的含氟烷基侧链一R<,f>的长度对含氟聚合物乳胶膜的表面性质有很大影响。当一R<,f>碳原子数n<7时,水在聚合物乳胶膜表面上的后退接触角θ<,r>随着侧链长度的增加而微小的下降趋势,而当n>7后,水的θ<,r>开始出现突跃式增加,在n=10后,θ<,r>的随一R<,r>侧链的长度的增加而增加的趋势就不是十分明显。含氟侧链基团越长,共聚物的表面能越低。
7.含氟聚合物表层的氟含量高于本体的氟含量,由此可以推断含氟共聚物乳胶膜的氟结构单元有在其表面有附集倾向。
8.作为整理剂用聚合物,含氟链段越长,含氟共聚物的拒水、拒油整理效果越理想;较短含氟侧链一R<,7>(n<7=的共聚物拒水、拒油整理效果较差,不适宜作为织物拒水、拒油整理剂;而甲基丙烯酸全氟烷基乙酯Zonyl与丙烯酸酯的共聚物用于织物整理剂时则具有满意的拒水、拒油整理效能。