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《含氟聚氨酯的制備研究進展》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、化學(xué)工程與裝備2013年第8期168ChemicalEngineering&Equipment2013年8月專論綜述含氟聚氨酯的制備研究進展81,21,21,21,2黃志國,辛梅華,李明春,張藝(1.華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;2.環(huán)境友好功能材料教育部工程中心,福建廈門361021)摘要:含氟聚氨酯是一種具有特殊功能的高分子材料,將含氟基團引入聚氨酯,既可以結(jié)合聚氨酯優(yōu)異的機械性能和兩相微結(jié)構(gòu)特征,又能改善聚氨酯的表面性能和整體性能,賦予材料優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、生物相容性、憎水憎油和抗粘附特性等,因此含氟聚氨酯在醫(yī)藥、涂料、皮革裝飾和紡織工業(yè)都
2、有很好的應(yīng)用前景。本文綜述了近年來采用含氟異氰酸酯、含氟一元醇和多元醇、含氟擴鏈劑和含氟丙烯酸酯等制備含氟聚氨酯的研究進展,并對今后的研究方向進行了展望。關(guān)鍵詞:聚氨酯;含氟聚氨酯;合成;性能聚氨酯(PU)是一種具有極佳微調(diào)性的材料,選擇不同原來的機械性能,而且其表面性能比未改性的聚氨酯有很大數(shù)目的官能團和不同類型的官能基,采用不同的合成工藝,的提升。[1-3][10]可以制備出性能各異、表觀形式各種各樣的聚氨酯產(chǎn)品。Tang等制備了以低表面能的氟化物將含氟基團引入聚氨酯可以結(jié)合聚氨酯優(yōu)異的機械性能和(CF3(CF2)nCH2CH2OH,n=3-17)
3、為封端的聚氨酯,把這種含兩相微結(jié)構(gòu)特征,又能在很大程度上改善聚氨酯的表面性能氟聚氨酯加入到其它種類的聚氨酯后,含氟聚氨酯明顯向表和整體性能,賦予材料優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、低表面面遷移從而使表面難以潤濕。研究表明添加了合成的含氟聚能、生物相容性和低摩擦系數(shù)等,并且低表面能和低摩擦系氨酯后,普通聚氨酯的可潤濕性已經(jīng)接近聚四氟乙烯,機械[4-7]數(shù)又使含氟聚氨酯具有突出的憎水憎油和抗粘附特性。性能測試表明含氟封端劑的引入沒有對聚合物的整體性能[8][11]由于含氟聚氨酯的優(yōu)異性能,自1958年Lovelace申請了第產(chǎn)生較大影響。Xie等使用全氟-1-癸
4、醇(CF3(CF2)7CH2CH2一個含氟聚氨酯專利以來,含氟聚氨酯的合成便引起了各國OH)對聚碳酸酯型聚氨酯進行封端,研究了端基含氟聚氨酯科研工作者的廣泛關(guān)注,成為聚氨酯研究的熱點之一。合成的表面結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)含氟基團在表面富集形成雙層結(jié)構(gòu),最外含氟聚氨酯的原料主要有含氟異氰酸酯、含氟封端劑、含氟層為向外遷移含氟基團,內(nèi)層則是由聚氨酯的硬段組成;同多元醇、含氟擴鏈劑及含氟丙烯酸酯等,但含氟異氰酸酯由時該含氟聚氨酯還維持了很高的機械性能,也保存了原來的[12]于合成難度大、成本高,在應(yīng)用方面有很大的局限性,現(xiàn)已微相分離結(jié)構(gòu)。Zhu等以含氟一元醇(FPOL,
5、鮮見報道。本文綜述了近年來含氟聚氨酯的制備及性能研究CF3CF2CF2O(CFCF3CF2O)2CFCF3CH2OH)、聚乙二醇、1,4丁二醇進展。合成了含氟聚氨酯,測試結(jié)果表明,與未改性的聚氨酯比較,1含氟封端劑改性制備含氟聚氨酯含氟聚氨酯的Tg沒有變化,含氟端基的引入對聚氨酯的相氟化一元醇可以作為封端劑加入聚氨酯合成的原料中分離沒有產(chǎn)生影響。而且聚氨酯的端羥基能與氨基酯鍵反應(yīng)制備含氟聚氨酯。由于其表面能低,位于聚合物的端位,能導(dǎo)致其發(fā)生斷鏈(見圖1),而沒有反應(yīng)活性的含氟端基的夠很快移到表面形成保護層,提高聚合物的表面性能。但是引入取代了原來的端羥
6、基使聚氨酯的熱性能提高;與水的接[9]有研究認為氟化一元醇只是以封端劑的形式引入聚氨酯觸角從85o上升到113o,疏水性能得到明顯提高。Canak[13]中,含氟量低,對改性聚氨酯的性能影響不大。雖然以氟化等以3,5-二羥基苯乙醇和五氟苯基溴反應(yīng)合成含氟封端一元醇合成的含氟聚氨酯整體性能沒有太大提高,但是氟化劑,并以此為原料與甲基丙烯酸羥乙酯、異佛爾酮二異氰酸一元醇對聚氨酯的微相分離沒有產(chǎn)生較大影響,基本保留了酯制備了紫外光固化的含氟聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合涂料,研基金項目:福建省重點科技項目(2009H0030)、福建省自然科學(xué)基金(2011J01312
7、和2012J01396)及科技部科技人員服務(wù)企業(yè)項目(2009GJC40030)。黃志國:含氟聚氨酯的制備研究進展169究表明該復(fù)合涂料除了良好的疏水性能外,還具有很高的熱端基為羥基的聚二甲基硅氧烷為軟段,合成了一系列含氟聚[14]穩(wěn)定性和耐溶劑性。Ge等采用全氟-1-癸醇與4,4'-二苯氨酯。適合用于合成革用撥水劑,添加0.5%的該含氟聚氨基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇合成了一種具有全酯所制成的合成革就具有良好的疏水性能,同時宏觀表面光氟端基的含氟聚氨酯,并與普通聚氨酯混合后一起紡絲,制滑、平整。備出一種防水透濕的微纖維膜。氟化物的加入使表面粗糙
8、度2含氟多元醇改性制備含氟聚氨酯和孔隙率極大提高,使該微纖維膜具有超疏水性(接觸角聚醚多元醇和