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科技论文
材料化学专业
学院专业班级学生姓名学号指导教师成绩
2014年 12 月 12 日
含***聚合物乳液的研究进展
贾超
(材料科学与工程学院材料化学111)
摘要综述了含***聚合物乳液的单体、乳化剂、引发剂及其助剂的研究进展,按照物料的选择及制备步骤的差异归纳总结了含***乳液的5种制备方法,介绍了各方法的特色、工业化前景及进一步深入研究所需注意的问题;指出新型原料的开发和工业化,以及适合含***乳液工业化制备技术的开发是今后需着重解决的难题。
关键词乳液聚合;含***乳液;研究进展;物料;聚合方法;工业化
1 引言
高分子含***聚合物材料以其优异的性能博得了人们的青睐,并获得了长足的发展。含***聚合物是指高分子聚合物的主链或侧链上的 C-H 键被C-F 键取代后形成的有机高分子聚合物。含***聚合物的特殊性能主要来自于***元素的特殊性。***的反应性极高,被称为是“化学界顽童”,是元素周期表中电负性最大的元素,聚合物中***原子上负电荷比较集中,电子云密布,相邻***原子互相排斥使含***聚合物主链上连接的***原子沿着锯齿状
的 C-C 链呈螺旋状分布,并且***原子核对其核外电子及成键电子云的束缚作用较强,***原子共价半径非常小,含***聚合物中的 C-F 键的键长很小、键能非常高;***原子极化率低,且在分子结构中分布比较对称,这使得聚合物的主链或侧链受到严密的屏蔽而免受外界因素的直接作用。因此,将***元素引入聚合物的主链或侧链,能使聚合物具有很多特殊的性能,如,优异的热稳定性、化学稳定性和耐候性。
2含***聚合物乳液
含***聚合物由于具有较低的表面自由能、突出的不粘性及耐污性、良好的耐候性、高度的化学稳定性和热稳定性、极强的耐高低温性能、异常的润滑性、优异的电绝缘性、抗辐射性和极小的吸水性等优良的综合性能和特点而被广泛应用在半导体、计算机、电子、汽车、建筑、医疗、通信设备等多个领域。特别是在涂料方面,以含***聚合物为基础制得的各种类型的含***涂料已经越来越为人们所欢迎,应用领域日益拓展。但是,科技的发展极大地提高我们生活质量的同时,它也反过来影响我们的环境。由于传统溶剂型涂料在生产和施工过程中挥发性有机化合物(VOC)的大量排放,造成环境污染并对人类健康造成极大危害。自20世纪60年代以来,人们的环保意识不断增强,世界各国日益重视涂料生产和使用中的有机挥发物对环境的污染,制定各种法规对涂料中的VOC排放量的限制日益严格,以有机溶剂作为成膜介质的溶剂型有机含***涂料因为不能满足现代社会对涂料低VOC排放量的要求而在应用上受到了一定的限制。近年来,鉴于环境保护的需要,化学工业的发展应走环境友好和可持续发展之路,涂料用树脂的高性能化、环境友好化、水性化以及多功能化越来越引起人们的
重视,已成为现代涂料工业发展的必然趋势,大多数涂料用树脂体系的设计活动都是以降低VOC排放量、寻找绿色工艺为中心的。因此,研究和开发高性能的水性含***聚 1
合物有着十分重要的实际意义。籍此环境友好型的水性含***聚合物乳液的研究引起了国内外极大的关注。
3含***聚合物乳液的合成方法

含***丙烯酸酯聚合物特殊的化学结构决定了其优异的表面性能、超常的耐候性和耐沾污性等,成为当前合成树脂乳液及涂料的研究热点。采用非离子与阳离子型复合乳化体系,以N-羟***丙烯酰***为交联剂,制备了自交联型含***丙烯酸酯/丙烯酸十八烷基酯的共聚物乳液。linemann等[7]用乳液聚合的方法在氮气保护下制得了聚丙烯酸四氢全***癸酯和聚***丙烯酸四氢全***癸酯。在聚合中使用的是固体引发剂(V-50),乳化剂为CTAB,最后得到的乳液的平均粒径为191nm。
[8]Boitevin比较了丙烯酸四氢全***辛酯和***丙烯酸四氢全***辛酯的均聚物,发
现均聚时全***丙烯酸酯的反应活性要比其***丙烯酸酯的类似物高,但共聚时则相反。并且全***丙烯酸酯单体的活性随着间隔基团长度的增加而增加,可能跟全***侧链失电子效应的减弱有关。邓宝祥等[9]以全***丙烯酸酯和十二醇丙烯酸酯为原料,采用自由基引发乳液聚合方法,以二元单体共聚合成了含***聚合物乳液,并讨论了乳化剂、引发剂的类型及用量、分散体系等的影响。陈艳军等[10]以丙烯酸全***烷基酯、***丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为原料,在阴离子乳化体系中采用一次投料方式制备了含***丙烯酸酯的三元共聚物乳液,发现聚合中使用较少的***单体就能大大提高乳胶膜对水的接触角。周文娟等
[11]采用乳液聚合的方法合成了聚丙烯酸六***丁基酯乳液,,经其整理后的棉织物对水的接触角达到了142 o具有很好的拒水效果。

通过在大分子骨架上引入小的侧链来合成接枝型乳液聚合物,由于具有两相结构的接枝聚合物有着2种物质的性能,在用