论文部分内容阅读
含氟材料由于存在键能很高的C-F键,且氟原子在高聚物中所起到的高度屏蔽效应和空间位阻作用,使其具有非含氟聚合物所不具备的优异性能,如化学稳定性、低表面能(耐水性、耐油性和耐沾污性)等。传统的氟烯烃树脂如聚四氟乙烯存在成本高和难加工等缺点,本文通过分子设计,合成了系列不同氟含量的聚酯,研究了其化学结构以及氟含量变化对表面性能的影响。本文以全氟辛酸、乙醇胺为原料,合成了全氟单体N-羟乙基全氟辛酰胺,通过红外光谱和质谱等方法对其化学结构进行表征。再以全氟单体为封端剂,和苯二甲酸二甲酯,1,4-丁二醇反应,钛酸四丁酯为催化剂,合成了一系列不同氟含量的线型聚对苯二甲酸丁二醇酯(FPBT),通过红外光谱对其化学结构进行表征,并测试了聚合物的水接触角。结果显示随着氟含量的增加,水接触角显著增大。表明氟含量的增加大幅度降低了材料的表面能,提高材料的疏水疏油能力。以间苯二甲酸二甲酯,1,4-丁二醇,全氟单体为原料,钛酸四丁酯为催化剂,合成了一系列不同氟含量的线型聚间苯二甲酸丁二醇酯(FPBI)。通过红外光谱、表面全反射红外光谱、X射线衍射分析及X射线光电子能谱对其化学结构、聚集态结构和表面化学性质进行了表征。研究表明:氟元素在薄膜表面富集,且从表面至薄膜内部呈梯度分布。随着氟含量的增加,水接触角逐渐增大,表面能降低。当氟含量为10mol%时,表面能为15.07mJ/m2,低于聚四氟乙烯的表面能22mJ/m2,通过加入少量氟单体就可以大幅度降低材料表面能,提高材料的疏水疏油性。实现了分子设计的目的。以季戊四醇,间苯二甲酸二甲酯,1,4-丁二醇和全氟单体为原料,钛酸四丁酯为催化剂,季戊四醇为支化中心,合成了一系列不同氟含量的多羟基超支化聚酯(HBFP)。通过红外光谱对其化学结构进行表征,用乙酸酐—吡啶法测其羟值在27-107mg/g之间。通过核磁共振碳谱(13C-NMR)对其支化度进行表征,并以二异氰酸酯为固化剂,采用DSC方法对其固化行为进行了研究。结果表明该固化反应为一个复杂反应,近似一级反应。反应表观活化能(Ea)为158.67kJ·mol-1,频率因子(A)为2.25×1015,反应级数(n)为0.95。可以为同类多羟基聚酯固化成型工艺提供依据。