含氟丙烯酸酯共聚物分子设计及聚合工艺初步研究

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本文对含氟丙烯酸酯共聚物分子设计和聚合工艺进行了研究。首先以含氟烷基短链丙烯酸酯单体2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(FMA6)与非氟烷基链丙烯酸脂肪醇酯单体(RA)等进行乳液共聚反应来制备拒水拒油整理剂。以乳胶膜对水、油(二碘甲烷)接触角、单体转化率(Conv.)为考核指标,对含氟单体含量、非氟烷基链丙烯酸脂肪醇酯单体烷基链长度、第三单体A含量、乳化剂用量和引发剂用量等工艺条件进行初步探索,得到P(FMA6-RA-A)三元共聚物及其较佳制备工艺条件。其次,在初步探索的基础上,以乳胶膜接触角为主要考核指标,Conv.为辅助考核指标对含氟单体含量、非氟单体烷基链长、第三单体含量3个工艺因素进行三因素三水平的正交优化实验;以Conv.为主要考核指标、乳胶膜接触角为辅助考核指标对均值分散转速、助乳化剂用量、乳化剂用量、引发剂用量4个工艺因素进行四因素三水平正交优化实验。经初步探索和两次正交优化实验后得到最佳工艺条件,最佳工艺条件下的乳液乳胶膜对水、油的平均接触角分别为135.62°和115.78°(0/2法),126.35°和107.63(椭圆曲线法),平均单体转化率(Conv.)为93.97%。。最后,在最佳工艺条件基础上,分别研究各工艺因素对P(FMA6-RA-A)聚合物乳液乳胶膜接触角以及单体转化率的影响规律。采用IR、1H-NMR和GPC对最佳制备工艺条件下合成的P(FMA6-RA-A)聚合物进行表征。通过以上研究,建立了高固含量、较高转化率(>900%o)、乳液乳胶膜对水、二碘甲烷接触角分别为134±3°和115±3°(0/2法)、126±3°和110±3°(椭圆曲线法)的环保型含氟烷基短链丙烯酸酯共聚物P(FMA6-RA-A)的制备工艺方法,为环保型丙烯酸酯聚合物类拒水拒油整理剂制备工艺的工业化应用研究打下了基础。
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