功能梯度材料(FGM)是一种全新的非均质复合材料,因其独特的形态结构、奇特的功能和潜在的应用价值,已逐渐引起了人们的高度重视。利用含氟聚合物与聚丙烯酸酯类聚合物之间表面能的差异,采用核壳乳液聚合法或乳液共混法,通过控制成膜条件,可以制备出有机氟富集于表层,且含量由表及里呈梯度分布的功能梯度涂层。 以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等为主要原料,采用多步乳液聚合法,合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。讨论了主要单体的配比、含氟单体的用量、乳化剂和引发剂的选择、聚合温度及搅拌速度等因素对乳液性能的影响,并采用马尔文粒度仪、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、接触角测试仪、差示量热扫描仪(DSC)、热重分析仪(TG)等对共聚乳液及其涂膜的外观、表面和热性能进行表征。结果表明,当主要单体质量比m(MMA):m(BA)=45:55,核壳单体质量比为6:4,含氟单体质量分数为7％,乳化剂质量分数为3％-4％,引发剂用量为0.8％,聚合温度为75-80℃时,所制备的含氟丙烯酸酯乳胶粒子平均粒径为120nm,具有明显的核壳型结构；涂膜吸水率为7％,正面对去离子水的接触角为98.2°；含氟聚合物具有两个玻璃化温度(-10.2℃和58.4℃),热分解温度提高至356℃：说明所合成的核壳结构含氟丙烯酸酯乳液涂膜的耐热、疏水性良好,且有机氟富集于壳层。 将自制的含氟均聚物(PHFMA)乳液与丙烯酸酯共聚物(PBA-MMA)乳液进行共混,探讨了共混比例对共混乳液及涂膜性能的影响：热处理的时间、温度及成膜基材对涂膜中有机氟分布的影响,并采用x射线光电子能谱仪(XPS)及显微反射红外光谱对处理后的涂膜进行表征。结果表明,随着PHFMA与PBA-MMA质量比的增大,所得复合乳胶膜与去离子水的表面接触角增大,但在常温下越难成膜,且复合乳液的相容性与稳定性有所下降,当m(PHFMA):m(PBA-MMA)=1:1时,可以在常温下成半透明的涂膜,且涂膜与空气界面对去离子水的表面接触角可以达到99°；随着热处理温升高度及热处理时间的增加,涂膜的吸水率逐渐下降,涂膜与空气界面对去离子水的接触角增大,涂膜与玻璃界面对去离子水的接触角有所减小,说明热处理促进了有机氟基团向表面迁移,使氟在表层富集；通过在玻璃基材和聚四氟乙烯基材(PTFE)上所成涂膜对去离子水的表面接触角的对比,发现有机氟基团更易于向PTFE基材迁移。