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长烷基侧链对氟化甲基丙烯酸酯嵌段共聚物表面结构构筑的影响

作　者: 周斌
导　师: 王新平；杨菊萍
学　校: 浙江理工大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 氟化聚甲基丙烯酸酯三嵌段共聚物表面富集结晶结构表面结构链结构
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
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内容摘要

以最低的氟化单体含量,得到最优异的表面疏水疏油性及最稳定的表面性质,是氟化高分子材料设计的理想目标。在课题组研究甲基丙烯酸丁酯（BMA）和甲基丙烯酸全氟辛基乙酯二嵌段共聚物（PBMA-b-PFMA）结构与性质的基础上,本论文首次合成了聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸十八酯-b-聚甲基丙烯酸全氟辛基乙酯（PBMA-b-PODMA-b-PFMA）、聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸十二酯-b-聚甲基丙烯酸全氟辛基乙酯（PBMA-b-PLMA-b-PFMA）三嵌段共聚物。利用接触角测试、X-射线光电子能谱（XPS）、衰减全反射红外光谱（ATR-IR）、X-射线衍射（XRD）、差示量热扫描（DSC）、动态光散射（DLS）、表面张力和和频振动光谱（SFG）等表征手段,研究了长烷基侧链的甲基丙烯酸酯类的引入对氟化丙烯酸丁酯嵌段共聚物表面性质、表面结构的影响。希望在此基础上加深理解聚合物表面结构与聚合物链结构的关系。得出以下结论:（1）当PBMA₁₆₄-b-PODMA_m-b-PFMA_n三嵌段共聚物中PFMA段长在3个单元以下时,随PODMA链长的增加,表面稳定性大大提高。在30℃水中浸泡达到平衡后,水和油的接触角下降值分别从两嵌段氟化聚合物的12.5°和20.2°减小到4.7°和7.6°。（2）当PBMA₁₆₄-b-PODMA_m-b-PFMA_n三嵌段共聚物中PFMA段长在3个单元以下时,随PODMA链长的增长,氟化组分在表面的富集程度增加,表明PODMA结晶可以推动含氟组分向表面离析;当PFMA段长在7个单元时,氟化组分在表面的富集程度与PODMA段的结晶关系不大,原因可能是PFMA段与PODMA段可以形成共晶,限制了氟化组分向表面的富集。（3）对于PBMA₁₆₄-b-PODMA₅₂-b-PFMA_n聚合物系列,氟化组分在表面的富集程度随PFMA段长的增加而下降,聚合物膜表面稳定性变差。（4）在PBMA₁₆₄-b-PFMA_n嵌段共聚物中引入聚甲基丙烯酸十二酯（PLMA）时,其表面氟化组分的富集程度远远低于引入聚甲基丙烯酸十八酯（PODMA）的氟化聚合物。（5）通过研究热处理PBMA₁₆₄-b-PODMA₁₀-b-PFMA_n膜发现,随PFMA段长的增加,氟化组分向表面的富集程度升高,氟化嵌段共聚物的层状结晶增强,膜表面稳定性提高。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-20
  1.1 引言  9
  1.2 氟化聚合物结构对其表面性能与表面结构的影响  9-15
    1.2.1 氟化单体的化学结构的影响  9-12
      1.2.1.1 氟化均聚物中含氟单体化学结构的影响  10-11
      1.2.1.2 氟化共聚物中含氟单体的化学结构的影响  11-12
    1.2.2 氟化功能基团位置的影响  12-13
    1.2.3 共聚物链结构的影响  13-15
  1.3 成膜方式与成膜条件对氟化聚合物表面性能与表面结构的影响  15-18
    1.3.1 成膜方式的影响  15
    1.3.2 成膜溶剂的影响及其本质  15-17
    1.3.3 热处理的影响  17-18
  1.4 课题的提出  18-20
第二章含氟聚合物的合成与表征  20-30
  2.1 实验部分  20-24
    2.1.1 实验试剂  20-21
    2.1.2 原料的纯化  21-22
    2.1.3 含氟甲基丙烯酸酯共聚物的制备  22-23
    2.1.4 含氟嵌段共聚物的表征  23-24
  2.2 结果讨论  24-29
    2.2.1 含氟嵌段共聚物的合成与表征  24-29
    2.2.2 含氟嵌段共聚物的热稳定性  29
  2.3 本章小结  29-30
第三章聚甲基丙烯酸十八酯的引入对氟化嵌段共聚物表面结构与性能的影响  30-84
  3.1 实验部分  30-32
    3.1.1 实验材料  30
    3.1.2 样品的制备  30-31
    3.1.3 含氟聚合物的结构与性能表征  31-32
  3.2 结果与讨论  32-83
    3.2.1 聚甲基丙烯酸十八酯(PODMA)的引入对PBMA_(164)-b-PFMA_n表面结构与性能的影响  32-51
      3.2.1.1 不同段长的PODMA 对PBMA_(164)-b-PODMA_m-b-PFMA_n 表面性能的影响  32-35
      3.2.1.2 不同段长的PODMA 对PBMA_(164)-b-PODMA_m-b-PFMA_n 表面结构的影响  35-51
    3.2.2 不同段长的PODMA 对PBMA_(164)-b-PODMA_m-b-PFMA_n 本体结构的影响  51-61
    3.2.3 不同段长的PODMA 对PBMA_(164)-b-PODMA_m-b-PFMA_n 溶液性质的影响  61-65
    3.2.4 PFMA 段长对氟化聚合物表面结构与性能的影响  65-74
      3.2.4.1 PFMA 段长对PBMA164-b-PODMA52-b-PFMAn 表面性能的影响  65-66
      3.2.4.2 PFMA 段长对PBMA164-b-PODMA52-b-PFMAn 表面结构的影响  66-69
      3.2.4.3 PFMA 段长对PBMA164-b-PODMA52-b-PFMAn 本体结构的影响  69-72
      3.2.4.4 PFMA 段长对PBMA164-b-PODMA52-b-PFMAn 溶液性质的影响  72-74
    3.2.5 热处理对氟化聚合物表面结构与性能的影响  74-83
      3.2.5.1 热处理对PBMA164-b-PODMA10-b-PFMAn 表面性能的影响  74-75
      3.2.5.2 热处理对PBMA164-b-PODMA10-b-PFMAn 膜表面结构的影响  75-83
  3.3 本章小结  83-84
第四章中间段单体(N-ALKYL METHACRYLATES)侧链烷基长度对氟化丙烯酸丁酯嵌段共聚物表面结构与性能的影响  84-98
  4.1 实验部分  84
    4.1.1 实验材料  84
    4.1.2 样品的制备  84
  4.2 结果与讨论  84-97
    4.2.1 AMA 侧链烷基长度对氟化三嵌段共聚物(PBMA_(164)-b-PAMA_m-b-PFMA_n表面结构与性能的影响  84-91
      4.2.1.1 AMA 侧链烷基长度对氟化三嵌段共聚物(PBMA_(164)-b-PAMA_m-b-PFMA_n)表面性能的影响  85
      4.2.1.2 AMA 侧链烷基长度对氟化三嵌段共聚物(PBMA_(164)-b-PnMA-b-PFMA_n)表面结构的影响  85-91
    4.2.2 AMA 侧链烷基长度对氟化三嵌段共聚物(PBMA_(164)-b-PAMA_m-b-PFMA_n本体结构的影响  91-95
    4.2.3 侧链烷基长度对氟化三嵌段共聚物(PBMA_(164)-b-PAMA_n-b-PFMA_n)表面结构与性能影响成因  95-97
  4.3 结论  97-98
参考文献  98-104
攻读学位期间的研究成果  104-105
致谢  105

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