鉴于长碳链氟烷基(C≥8)在大多数环境条件测试中都不会水解、光解或是生物降解,对环境存在严重的危害,因此含长碳链氟烷基的产品已经逐渐禁止使用。现有研究表明短碳链氟烷基(C≤6)的衍生物不具有明显的生物累积性,但由它们合成的整理剂拒水拒油功能显著降低,工业应用受到限制。为寻求以短碳链氟烷基优良地替代长碳链氟烷基的理论基础和方法,本论文从短链全氟烷基-C4F9出发,合成了全氟丁基环氧丙烷,利用环氧化合物的阳离子开环聚合反应,设计并合成一系列不同分子量的侧链短氟烷基聚醚,利用聚醚产物聚合度增大时短碳链氟烷基在表面密集堆积,由此可提供低表面能,从而达到更好的拒水拒油效果。合成了端基硅烷化侧链短氟烷基聚醚、短氟烷基丙烯酸酯聚合物及水性含氟聚醚型聚氨酯,通过自组装和棉织物的整理应用,探索了短碳链氟烷基化合物结构与性能之间的关系,具体从以下三个方面展开:(1)单端短氟烷基聚醚的合成、硅烷化及表面性能研究以九氟-1-碘-丁烷和烯丙醇为初始原料,在焦亚硫酸钠引发下通过单电子转移引发自由基加成反应得到3-全氟正丁基-2-碘-1-丙醇,接着在碱性条件下进行脱碘闭环生成3-全氟正丁烷-1,2-环氧丙烷。以此含氟环氧化合物为单体,1,1-2H-九氟戊醇为起始剂,三氟化硼为催化剂,合成了九氟丁基封端的单羟基侧链短氟烷基聚醚—聚-(3-全氟正丁烷-1,2-环氧丙烷)。将聚-(3-全氟正丁烷-1,2-环氧丙烷)与溴丙烯反应引入双键,再与三氯硅烷进行硅氢加成成功将侧链短氟烷基聚醚端基硅烷化,并通过红外光谱、氢核磁共振谱图对化合物进行了结构鉴定。采用液相沉积法在硅片表面自组装成膜,研究了膜表面的疏水疏油性。以X-射线光电子能谱和原子力显微镜研究了自组装膜表面元素分布和形态结构,证实在高温下短碳链氟烷基能够向膜-空气界面迁移并在表面富集。测试了自组装膜对水对油接触角,结果表明高温焙烘、增加分子中短碳链氟烷基数目对提高自组装膜的表面接触角,降低表面自由能具有积极意义。(2)侧链短氟烷基聚醚型丙烯酸酯的合成、乳液聚合及织物整理应用以3-全氟正丁烷-1,2-环氧丙烷作为单体,采用甲醇作为起始剂、三氟化硼为催化剂开环聚合,得到甲醇封端的单端羟基侧链短氟烷基聚醚,继续与丙烯酰氯酯化反应合成了侧链短氟烷基聚醚型丙烯酸酯单体;该单体与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯通过乳液聚合制备出九种不同丙烯酸酯单体分子量、不同氟含量的侧链短氟烷基聚醚丙烯酸酯共聚物乳液,并分别应用于棉织物整理。织物表面的红外、扫描电镜以及X-射线光电子能谱测试结果表明丙烯酸酯共聚物成功整理到织物表面。随着氟含量的增加,乳液中存在粒径较大的乳胶粒,乳液的稳定性有所降低。经过烘焙处理后氟烷基迁移至织物-空气界面,氟元素在纤维表面富集。整理后棉织物对水的接触角随着氟含量的提高而增大。(3)含氟聚醚二元醇的合成、聚氨酯制备及织物整理应用以1,4-丁二醇作为起始剂,合成了聚-(3-全氟正丁烷-1,2-环氧丙烷)二元醇。将含氟聚醚二元醇和聚乙二醇(PEG-1000)以四种不同比例复配作为聚氨酯的软段,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加成聚合制备了新型阴离子水性含氟聚氨酯乳液。该乳液呈乳白色泛蓝光,粒径和Zeta电位测试表明乳液分散性好,均一稳定。在硅片上旋涂成膜,通过红外光谱对聚合物进行结构表征。并利用扫描电镜、能量色散X-射线能谱、对水接触角测试等研究了水性含氟聚氨酯乳液在棉织物上的整理应用效果。聚氨酯整理剂中含氟量增加,整理后的织物对水的接触角都逐渐增大。含氟聚醚二元醇合成的聚氨酯乳液成膜后,对水接触角为108.6°,表面能为11.8 m N/m;以其整理织物后对水接触角高达139.4°,赋予了织物优良的拒水功能。