学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能研究

作　者: 高秀云
导　师: 兰云军
学　校: 温州大学
专　业: 有机化学
关键词: 细乳液聚合结晶度表面性能含氟丙烯酸酯
分类号: O632.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 175次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着人们资源与环保意识的日益增强，如何在水分散体系中合成高效的具有理想结构和性能的含氟丙烯酸酯共聚物有着重要的理论和现实意义。由于含氟单体价格昂贵，性能优异，人们往往希望在能制备高性能的含氟丙烯酸酯共聚物的同时又能尽量降低含氟单体的使用量。本论文基于聚合物分子设计的思想，从大分子链结构和共聚物聚集态结构等不同尺度下研究了含氟丙烯酸酯共聚物的合成、表征与性能。具体研究内容包括以下几方面：（1）采用细乳液聚合的方法制备了甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）和全氟烷基丙烯酸酯（FA）三元共聚物乳液，对细乳液聚合工艺进行了研究和优化，采用傅立叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）表征了聚合物结构。研究表明含氟丙烯酸酯可以替代普通的小分子助稳定剂，起到稳定细乳液的作用，同时表明细乳液聚合有效保证了含氟丙烯酸酯与其它单体的共聚，制备得到了共聚物组成与单体组成相一致的产物。（2）采用细乳液聚合法制备了不同氟单体含量的丙烯酸酯共聚物乳液，结果显示：随着含氟单体用量的增加，聚合物乳胶膜的憎水憎油性能也随之增强，由于含氟链段在聚合物乳胶膜表面-空气界面的富集量趋于饱和，继续增加氟单体的用量，聚合物乳胶膜的表面性能也不会有明显提高。（3）通过对不同Tg的含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜表面性能的研究，结果发现，Tg的大小是影响含氟侧链表面富集的重要因素。（4）采用细乳液聚合的方法制备了长链烷基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液，从共聚物分子结构和聚集体结构两方面研究了乳胶膜的表面性能。研究结果表明随长链烷基酯链长的增加，乳胶膜的结晶性增强。结果表明随长链烷基链长的增加乳胶膜的疏水疏油性能显著提高，聚合物的结晶性导致了含氟侧链在成膜时更易于向乳胶膜表面迁移，有利于提高含氟丙烯酸酯聚合物的防水防油性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 文献综述  10-20
  1.1 乳液聚合方法概述  10-15
    1.1.1 乳液聚合的定义  10
    1.1.2 乳液聚合的主要成分  10-12
    1.1.3 传统乳液  12-13
    1.1.4 特种乳液聚合  13-15
      1.1.4.1 种子及核/壳复合乳液聚合  13
      1.1.4.2 细乳液聚合  13-14
      1.1.4.3 反相乳液聚合  14
      1.1.4.4 微乳液聚合  14-15
  1.2 含氟丙烯酸酯聚合物研究进展  15-18
    1.2.1 含氟丙烯酸酯聚合物  15-16
      1.2.1.1 含氟丙烯酸酯单体的类型  15-16
      1.2.1.2 含氟丙烯酸酯聚合物的结构和性能  16
    1.2.2 含氟丙烯酸酯聚合物的合成与性能  16-17
    1.2.3 含氟丙烯酸酯聚合物材料的表面及表面改性  17-18
  1.3 本课题的目的意义，研究内容  18-19
  1.4. 本论文的创新性  19-20
2 含氟丙烯酸树脂细乳液聚合工艺优化及结构表征  20-35
  2.1 实验用主要材料  20-21
    2.1.1 主要试剂  20
    2.1.2 仪器及设备  20-21
  2.2 细乳液聚合  21
  2.3 测试与表征  21-22
    2.3.1 共聚物的 FTIR 分析  21
    2.3.2 共聚物的1 H-NMR谱分析  21
    2.3.3 单体转化率的测试  21
    2.3.4 凝聚率的测试  21-22
    2.3.5 乳液粒径及粒径分布  22
    2.3.6 热稳定性分析  22
    2.3.7 乳液的稳定性考察  22
      2.3.7.1 机械稳定性  22
      2.3.7.2 冻融稳定性  22
      2.3.7.3 贮存稳定性  22
  2.4 结果与讨论  22-34
    2.4.1 细乳化条件对细乳液聚合的影响  22-27
      2.4.1.1 超声功率对细乳液粒径大小及分布的影响  22-23
      2.4.1.2 超声时间对细乳液粒径大小及分布的影响  23-24
      2.4.1.3 FA 用量对细乳胶粒径大小及分布的影响  24-25
      2.4.1.4 乳化剂用量对细乳液粒径分布及凝胶率的影响  25-27
    2.4.2 共聚物的 FT-IR 分析  27
    2.4.3 共聚物的 1H- NMR 分析  27-28
    2.4.4 不同乳化体系中乳胶粒子大小及其分布随聚合程度的变化  28-29
    2.4.5 细乳液聚合反应动力学  29-32
      2.4.5.1 反应温度对聚合反应的影响  29-30
      2.4.5.2 引发剂浓度对聚合反应的影响  30-31
      2.4.5.3 乳化剂浓度对聚合反应的影响  31
      2.4.5.4 氟单体含量对聚合反应的影响  31-32
    2.4.6 热稳定性分析  32-33
    2.4.7 乳液稳定性考察  33-34
      2.4.7.1 机械稳定性  33-34
      2.4.7.2 稀释稳定性  34
      2.4.7.3 冻融稳定性  34
      2.4.7.4 贮存稳定性  34
  2.5 本章小结  34-35
3 含氟丙烯酸酯共聚物表面性能研究  35-53
  3.1 实验用主要材料  35-36
    3.1.1 主要试剂  35
    3.1.2 仪器及设备  35-36
  3.2 合成实验  36-38
    3.2.1 不同氟单体含量氟代丙烯酸酯乳液的合成  36
    3.2.2 不同 Tg 氟代丙烯酸酯乳液  36-37
    3.2.3 含氟单体与不同烷烃链长丙烯酸酯单体的乳液的合成  37
    3.2.4 不同单体配比共混含氟丙烯酸酯乳液的合成  37-38
  3.3 结构与性能表征  38-39
    3.3.1 红外光谱分析  38
    3.3.2 结晶性测试  38
    3.3.3 共聚物玻璃化温度的测定  38
    3.3.4 热稳定性分析  38
    3.3.5 聚合物乳胶膜的退火热处理  38
    3.3.6 乳胶膜对水和十六烷的接触角和表面能  38
    3.3.7 乳胶膜的吸水率  38-39
    3.3.8 乳胶膜的耐溶剂性  39
  3.4 结果与讨论  39-51
    3.4.1 红外光谱分析  39
    3.4.2 结晶性分析  39-40
    3.4.3 聚合物玻璃化温度的测定  40-41
    3.4.4 聚合物热稳定性分析  41-42
    3.4.5 结晶性对乳胶膜表面润湿性能的影响  42-43
    3.4.6 Tg对聚合物乳胶膜的表面性能的影响  43-45
    3.4.7 氟单体含量对聚合物乳胶膜的表面性能研究  45-47
    3.4.8 共混改性对乳胶膜表面性能的影响  47-50
    3.4.9 共混含氟丙烯酸酯聚合物的稳定性  50-51
      3.4.9.1 共混细乳液的机械稳定性  50-51
      3.4.9.2 共混细乳液的冻融稳定性  51
      3.4.9.3 共混细乳液的贮存稳定性  51
    3.4.10 共混乳胶膜的吸水率  51
    3.4.11 共混乳胶膜的耐溶剂性  51
  3.5 本章小结  51-53
4 结论  53-55
参考文献  55-60
致谢  60-61
研究生期间发表的论文  61

含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文