带有羧基的含氟丙烯酸酯共聚物的制备及性能研究

论文摘要

超疏水表面材料研究具有重要的学术意义及应用前景而受到人们的广泛关注,研究表明,疏水性能的获得是由材料表面的微观结构和化学性质两个方面共同决定。本论文通过结构设计,将材料表面的微观结构与化学性质相结合,制备出不同疏水性质的含氟共聚物表面。我们以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸全氟烷基乙酯为单体,用可逆加成-断裂链转移聚合法和常规自由基聚合法制备了一系列组成和结构不同的含氟嵌段共聚物和无规共聚物。结果显示,将甲基丙烯酸引入聚合物分子链结构中可以极大的改变含氟聚合物的溶液和成膜性能。当MMA/MAA比例在5：1-1：1时,可以不使用高成本、高污染的含氟溶剂,以甲苯为成膜溶剂就可以得到超疏水表面,静态接触角高于150°,滚动角小于10°,这对超疏水材料的低成本、低污染制备具有重要意义。同时,研究了特定的条件下超疏水膜的耐水性和热稳定性。研究结果表明,基底对膜的耐水性影响较大,在铝基底所成膜比在玻璃基底所成膜的耐水性优异；聚合物疏水稳定性随MAA组分增加而增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 超疏水表面
• 1.2.1 超疏水表面定义
• 1.2.2 微细结构表面上液滴的静态分析
• 1.2.3 微细结构表面上液滴的动态分析
• 1.3 表观结构的构筑方法
• 1.3.1 表观结构成膜方法
• 1.3.2 溶剂挥发成膜法
• 1.4 表面自由能
• 1.4.1 含氟聚合物
• 1.4.2 含氟丙烯酸酯共聚物的制备方法
• 1.4.3 RAFT聚合方法
• 1.5 研究思路和意义
• 第2章 带有羧基的含氟丙烯酸酯共聚物的合成和表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 测试与表征
• 2.3 结构与分析
• 2.3.1 RAFT聚合法合成嵌段共聚物
• 2.3.2 常规自由基聚合法合成含氟无规共聚物
• 2.3.3 共聚物的表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 超疏水表面的制备和形成机理研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 测试与表征
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 成膜原理
• 3.3.2 成膜溶剂对成膜疏水性的影响
• 3.3.3 氟含量对疏水性能的影响
• 3.3.4 酸含量对疏水性能的影响
• 3.3.5 聚合物结构对疏水性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 超疏水膜稳定性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 耐水性的研究
• 4.3.2 耐高温性
• 4.4 本章小结
• 第5章 全文小结
• 参考文献
• 致谢