阳离子型全氟烷基丙烯酸酯共聚物胶乳通过静电作用与织物、纸张等表面结合牢固,赋予基底憎水、憎油特性,广泛应用在纺织纤维整理剂、皮革纸张处理剂、文物表面保护涂层等领域,有着阴离子型含氟丙烯酸酯聚合物乳液不可比拟的优势,成为近年来国内外的研究热点。 本论文首先采用常规乳液聚合法,利用季铵盐类功能单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的共聚反应及阳离子型引发剂分解残片引入阳离子基团,制备得到阳离子型全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液,使聚合物乳液最终呈弱阳离子性,Zeta电位在40.7mv左右。将该乳液应用在纸张及棉布上,结果发现：采用1wt％浓度的阳离子型FA共聚物乳液处理纸张和棉布后,其表面自由能最低分别可降至7.3mN/m、12.5mN/m,表现出良好的防水防油性,其中对CH2I2的动态接触角可达120°以上。 其次,采用细乳液聚合技术,利用单体液滴成核机理,回避全氟烷基丙烯酸酯疏水单体通过连续相向乳胶粒的迁移过程,在少量表面活性剂(2.7wt％)存在的情况下成功制备稳定的阳离子型甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/全氟烷基丙烯酸酯(MMA∶SMA∶FA=50∶33∶17wt％)共聚物细乳液。采用光子相关光谱(PCS)、透射电子显微镜(TEM)进一步考察了均质强度(振幅)、均质时间、以及助稳定剂十六烷(HD)用量对阳离子型FA共聚物细乳液乳胶粒大小、形貌、离心稳定性、贮存稳定性及乳液对纸张表面性能的影响,得到最佳均质细乳化条件为：均质强度(振幅)为60％：均质时间为15min;HD/乳化剂摩尔比为1.5∶1。研究发现,乳胶粒子形态多样化(核壳形、雪人形、草莓形),长链的全氟烷基侧链微相分离,更有助于提高该FA共聚物乳胶膜的憎水憎油性,水滴在胶膜上的平衡静态接触角最高可达150°。纸张经1wt％浓度的阳离子型FA共聚物细乳液处理后,其表面对H2O/CH2I2的动态接触角分别增至113.4±1.7°,122.5±2.8°,表面自由能降低到约为6.7mN/m。若采用常规乳液聚合方法,使处理后的纸张表面的自由能降至6.7mN/m左右时,FA的投料比则需增加一倍,约30wt％,可见,细乳液聚合有效提高了FA单体的共聚效能。