四氟乙烯、乙烯以及含有少量第三单体的新型含氟共聚物。采用傅立叶红外(FTIR)、固体核磁(13C-NMR)及差示扫描量热法(DSC)等为主要分析手段,对聚合物结构进行了分析表征。以三氟丙烯(TFP)作为第三单体,在1,1,2—三氯—1,2,2—三氟" />

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四氟乙烯、乙烯等三元共聚合成新型含氟材料

作　者: 张亚彬
导　师: 张书香
学　校: 济南大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 四氟乙烯乙烯 3 3—三氟丙烯六氟丙烯溶液聚合
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文采用溶液聚合的方法,制备了乙烯的学位论文">四氟乙烯、乙烯以及含有少量第三单体的新型含氟共聚物。采用傅立叶红外(FTIR)、固体核磁(13C-NMR)及差示扫描量热法(DSC)等为主要分析手段,对聚合物结构进行了分析表征。以三氟丙烯(TFP)作为第三单体,在1,1,2—三氯—1,2,2—三氟乙烷(R113)有机溶剂中,合成了四氟乙烯(TFE)、乙烯(E)以及三氟丙烯的三元共聚物。研究65℃时的聚合动力学,获得了聚合反应的动力学数据;分别就聚合温度、引发剂用量、单体配比、第三单体含量以及单体浓度对反应的影响进行了研究;根据Arrhenius方程得到了四氟乙烯、乙烯和三氟丙烯溶液聚合反应的表观活化能。同时对四氟乙烯、乙烯和三氟丙烯三元共聚物的结构与性能进行了研究,分别考察了第三单体的加入量对三元共聚物的熔点、热分解温度、熔融指数、结晶形态以及耐溶剂性等性能的影响。结果表明增加三氟丙烯的加入量,所得产物的熔点Tm呈现降低的趋势,这有利于提高加工性能,同时其初始分解温度Tdi并没有发生显著地变化,仍然保持在340℃—350℃之间,说明三元共聚物依然具有良好的耐热性能。通过对共聚物熔融指数的测试,可以实现聚合物熔融指数在4.3-115g/10min之间进行任意调控。同时P (TFE-co-E-co-TFP)共聚物的晶体形态受到组成结构的变化而存在着显著的影响,TFP的加入使聚合物链的规整性下降,从而导致结晶度的下降,聚合物的晶态结构由明显的球晶结构转变为存在少量的微晶结构。共聚物的热性能和溶剂测试实验表明三元共聚物仍然保持着优异的耐热性和耐溶剂性。本文还采用六氟丙烯(HFP)作为共聚单体,制备了四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的三元共聚物。对其聚合动力学进行了研究,分别就聚合温度、引发剂用量、单体配比对反应的影响进行了研究。将P(TFE-co-E-co-HFP)共聚物进行熔融制膜,测定了聚合物膜对水和乙二醇的表面接触角,并根据表面接触角计算出其表面能。在室温以及高温条件下对共聚物的耐溶剂性能进行了研究,得出P (TFE-co-E-co-HFP)共聚物具备良好的耐溶剂性能。有机溶剂较水进行聚合反应,能够有效地降低反应压力,提高实验的安全性;同时分别选用有机溶剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氟乙烷(R113)以及1—氟—2—氯甲烷(R21)分别作为溶液聚合的反应介质考察了溶剂对聚合反应的影响,并得到了一条控制聚合物熔融指数的有效方法即在R113与R21按一定比例的混合溶剂中进行共聚反应利用自由基向溶剂的链转移达到调控聚合物分子量的目的。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章绪论  11-23
  1.1 概述  11-13
    1.1.1 高分子含氟聚合物材料的结构特点  11-12
    1.1.2 高分子含氟聚合物材料的性能  12-13
  1.2 氟烯烃树脂的发展  13-14
  1.3 含氟烯烃的共聚  14
  1.4 乙烯和四氟乙烯共聚物  14-22
    1.4.1 聚合方法  15
    1.4.2 共聚单体的选择  15-19
    1.4.3 分散介质  19
    1.4.4 助剂的选择  19-21
    1.4.5 聚合反应条件  21
    1.4.6 应用  21-22
  1.5 本课题的研究目的和主要内容  22-23
    1.5.1 本课题提出的目的和意义  22
    1.5.2 本课题的研究内容  22-23
第二章 P(TFE-co-E-co-TFP)共聚物的合成  23-43
  2.1 引言  23
  2.2 实验部分  23-28
    2.2.1 原料及试剂  23
    2.2.2 实验装置  23-24
    2.2.3 聚合反应  24
    2.2.4 产物的处理及转化率测定  24-25
    2.2.5 氟含量及其竞聚率的测定  25-28
    2.2.6 聚合动力学测定  28
  2.3 结果与讨论  28-42
    2.3.1 聚合条件的选择  28-34
    2.3.2 聚合反应过程中压力的变化与反应进程的关系  34-35
    2.3.3 聚合反应中各种因素对反应动力学曲线的影响  35-42
  2.4 本章小结  42-43
第三章 P(TFE-co-E-co-TFP) 共聚物的结构表征及性能研究  43-53
  3.1 引言  43
  3.2 实验部分  43-44
    3.2.1 聚合物的结构表征  43
    3.2.2 聚合物热性能测试  43
    3.2.3 熔融指数的测试  43
    3.2.4 聚合物结晶形态分析  43-44
  3.3 结果与讨论  44-52
    3.3.1 红外光谱分析  44
    3.3.2 固体核磁分析  44-45
    3.3.3 聚合物的热性能  45-48
    3.3.4 聚合物的熔融指数  48
    3.3.5 聚合物的晶态结构  48-52
  3.4 本章小结  52-53
第四章 P(TFE-co-E-co-HFP) 共聚物的制备及性能研究  53-66
  4.1 引言  53
  4.2 实验部分  53-55
    4.2.1 原料及试剂  53
    4.2.2 实验装置  53
    4.2.3 聚合反应  53-54
    4.2.4 产物的处理及转化率测定  54
    4.2.5 聚合物的表征  54-55
  4.3 结果与讨论  55-65
    4.3.1 HFP 加入量对聚合反应的影响  55-56
    4.3.2 聚合反应过程中压力的变化与反应进程的关系  56-57
    4.3.3 聚合条件对聚合反应的影响  57-59
    4.3.4 P(TFE-co-E-co-HFP)共聚物的红外分析  59-60
    4.3.5 聚合物膜的接触角及其表面能  60-61
    4.3.6 反应介质对聚合反应的影响  61
    4.3.7 聚合物耐溶剂性实验  61-63
    4.3.8 聚合物的熔融指数  63-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章结论  66-68
参考文献  68-72
攻读硕士期间发表的论文  72-73
致谢  73-74
附录  74

四氟乙烯、乙烯等三元共聚合成新型含氟材料

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