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摘 要:实验人员通过将六氢苯酐(HHPA)和三氟乙醇(TFE)结合的形式而得到了含氟化合物,然后将经过合成所获得的含氟酸(FAD)依据不同的比例放置到超支化聚酯H30的上面,最终形成了已经改性的超支化聚合物(HPF)。接着实验人员通过利用TDSC以及化学滴定等手段来对所得到的产物进行了详细的研究。通过实验结果可以得知:改性超支化聚合物中含有的玻璃化温度保持在﹣19℃的范围;而聚合物溶液中存在高固低黏的特点,树脂具有较多的优势,如较好的物理性能、成膜性较好等,而漆膜中所含有的氟越多,就证明疏水性能就越好。
关键词:超支化聚合物;三氟乙醇;疏水性
中国的氟碳树脂以及氟碳涂料在数十年的发展中才逐渐发展起来的,并且开始拥有了相应的社会消费量。由于氟碳涂料有着较多的优势,如防粘性能耗、有着较强的稳定性能等,在我国的有关领域得到了普遍的认可。因此,实验人员能将含氟化合物融入到相应的超支化聚合物上面,所得到的含氟超支化聚合物没有较高的粘度,与此同时因为超支化聚合物上面所剩余的端基用于固化,将固化时间减少,从而将固化膜的漆膜性能加以提升。
1、实验部分
1.1原材料
BOLTORNH30:超支化聚合物;六氢苯酐(HHPA):分析纯,进口;三氟乙醇(TFE):分析纯;固化剂L40;对甲苯磺酸(P-TSA):分析纯;N,N-二甲基甲酰胺(PDF):分析纯。
1.2性能测试与表征
FT-IR测试:采用NicoletImpact420型红外光谱仪,样品采用KBr涂膜法得到;差热分析(DSC):采用差热分析仪,扫描方式为-50~100℃,10℃/min;聚合物流變性:采用数字式黏度计检测;表面接触角:用上海梭伦信息科技有限公司的SL200B型接触角仪测定;漆膜性能:按照国家有关标准测定。
1.3氟碳加成物的合成
以三氟乙醇(TFE)与六氢苯酐(HHPA)为原料,在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中进行开环反应,温度90℃,反应时间8h,得到含有1个羧基官能团的含氟酸,留备用。
1.4含氟化合物改性超支化聚合物
在装有回流冷凝管、搅拌器、分水器、温度计的四口烧瓶中按计量比加入含氟酸和H30,再加入催化剂对甲苯磺酸,在140~150℃氮气保护下反应6h左右,直至体系酸值为20mgKOH/g以下停止反应,即得到含氟化合物改性的超支化聚合物,反应示意图如式(1)。
2、结果与讨论
2.1红外光谱表征
将氟酸加成物加入超支化聚酯后的反应产物在KBr片上涂膜,做红外光谱检测,如图1所示。
H30超支化原料的红外光谱见图1(a),大量—OH的吸收峰在3410cm-1,聚酯酯基的CO吸收峰1730cm-1。当含氟化合物改性超支化聚合物以后[图1(b)],羟基的吸收峰明显地减弱,聚酯酯基的CO吸收峰仍旧存在于1730cm-1,同时在1125cm-1、1162cm-1和1302cm-1处出现—CF3吸收峰。故可以得出结论,含氟化合物成功接枝到超支化聚合物大分子上。
2.2差热分析(DSC)
将改性超支化树脂进行差热分析得到改性后聚合物的玻璃化温度。
在相关资料中存在的原始超支化聚合物H30所产生的玻璃化温度在35℃的范围内,而将FAD融入以后所产生的温度在﹣19℃的范围。其主要因素可能因为将含氟化合物加入其中,从而使HPF有着诸多的线型段支链。因此,链端运作比较简单,致使玻璃化温度不断降低,而聚合物室温从宏观的角度上来看处于粘稠的状态。
2.3含氟化合物改性超支化聚合物溶液的流变性
實验人员将经过改良以后的超支化聚合物放置到N,N-二甲基甲酰胺里面,经过一段时间可以获得具有淡黄色透明状态的溶液。依据相关实验可以得知:当固含量在小于50%,溶液黏度不大于200mPa的情况下,黏度会依据固含量的变化而没有较大的改变。倘若固含量在大于50%的基础上,黏度就会不断的增加,由于超支化聚合物所含有的分子结构中存在三维球形的结构,这样就会使分子和分子之间不容易黏连在一起。假如固含量在较低的情况下,那么所形成的超支化分子就会在溶液里面处于分离的状态,所增加的固含量没有对黏度带来的影响较大。
当接枝率达到70%左右的时候,就会致使含氟化合物链出现逐渐增加的情况,黏度增加的就会越快,出现此类现象的主要原因是由于随着含氟化合链的不断增加,分子和分子之间所缠绕的概率会逐渐加剧,从宏观的角度上是说黏度的增多;但是当接枝率处于30%的状态时,具有的含氟化合物支链不多,分子和分子之间缠绕的不是较为严重。因此,站在宏观的立场来看黏度增加频率不是很大。
依据相关实验结果可以得知:随着固化剂L40和相应的聚合物存在的质量比不断增加,就会致使漆膜的附着性逐渐降低,而铅笔的硬度是呈现出先升后降的状态,所具备的耐冲性能也在不断减少,而其他有关功能没有产生显著的改变。
实验测定了不同氟含量时试样HPF固化后漆膜的接触角,结果见表2。
从表2可以得知:倘若漆膜所含有的氟量越多,那么表面所接触的范围就越大;当氟达到8%的状态下,接触角就能够到达102°,而漆膜可以起到疏水的作用。从表2就可以得知当HPF经过固化以后所得到的漆膜以及没有含氟漆膜之间的对比情况,疏水性有着明显的提升。
3、结语
总而言之,相关人员将六氢苯酐、相应的三氟乙醇当做原料将超支化聚合物H30进行改良,获得了超支化聚合物。其树脂有着诸多的优势,如良好的物理性能、较好的成膜性等,而漆膜中所含有的氟越多,就证明疏水性能就越好。
参考文献:
[1]汤诚,童身毅.含氟化合物改性超支化聚合物及其性能研究[J].涂料工业》,2008,38(11):59-61
[2]童身毅,汤诚.含氟化合物改性超支化聚酯及其性能研究[J].国际彩板及涂料涂装技术研讨会,2008
[3]姜峻,姚伯龙,高旭瑞,王利魁,邓丽朵.一种新型UV固化超支化水性聚氨酯的合成及性能研究[J].《化工新型材料》,2016(3):31-34
[4]陈俊耀.UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究[J].《广东工业大学》,2015
关键词:超支化聚合物;三氟乙醇;疏水性
中国的氟碳树脂以及氟碳涂料在数十年的发展中才逐渐发展起来的,并且开始拥有了相应的社会消费量。由于氟碳涂料有着较多的优势,如防粘性能耗、有着较强的稳定性能等,在我国的有关领域得到了普遍的认可。因此,实验人员能将含氟化合物融入到相应的超支化聚合物上面,所得到的含氟超支化聚合物没有较高的粘度,与此同时因为超支化聚合物上面所剩余的端基用于固化,将固化时间减少,从而将固化膜的漆膜性能加以提升。
1、实验部分
1.1原材料
BOLTORNH30:超支化聚合物;六氢苯酐(HHPA):分析纯,进口;三氟乙醇(TFE):分析纯;固化剂L40;对甲苯磺酸(P-TSA):分析纯;N,N-二甲基甲酰胺(PDF):分析纯。
1.2性能测试与表征
FT-IR测试:采用NicoletImpact420型红外光谱仪,样品采用KBr涂膜法得到;差热分析(DSC):采用差热分析仪,扫描方式为-50~100℃,10℃/min;聚合物流變性:采用数字式黏度计检测;表面接触角:用上海梭伦信息科技有限公司的SL200B型接触角仪测定;漆膜性能:按照国家有关标准测定。
1.3氟碳加成物的合成
以三氟乙醇(TFE)与六氢苯酐(HHPA)为原料,在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中进行开环反应,温度90℃,反应时间8h,得到含有1个羧基官能团的含氟酸,留备用。
1.4含氟化合物改性超支化聚合物
在装有回流冷凝管、搅拌器、分水器、温度计的四口烧瓶中按计量比加入含氟酸和H30,再加入催化剂对甲苯磺酸,在140~150℃氮气保护下反应6h左右,直至体系酸值为20mgKOH/g以下停止反应,即得到含氟化合物改性的超支化聚合物,反应示意图如式(1)。
2、结果与讨论
2.1红外光谱表征
将氟酸加成物加入超支化聚酯后的反应产物在KBr片上涂膜,做红外光谱检测,如图1所示。
H30超支化原料的红外光谱见图1(a),大量—OH的吸收峰在3410cm-1,聚酯酯基的CO吸收峰1730cm-1。当含氟化合物改性超支化聚合物以后[图1(b)],羟基的吸收峰明显地减弱,聚酯酯基的CO吸收峰仍旧存在于1730cm-1,同时在1125cm-1、1162cm-1和1302cm-1处出现—CF3吸收峰。故可以得出结论,含氟化合物成功接枝到超支化聚合物大分子上。
2.2差热分析(DSC)
将改性超支化树脂进行差热分析得到改性后聚合物的玻璃化温度。
在相关资料中存在的原始超支化聚合物H30所产生的玻璃化温度在35℃的范围内,而将FAD融入以后所产生的温度在﹣19℃的范围。其主要因素可能因为将含氟化合物加入其中,从而使HPF有着诸多的线型段支链。因此,链端运作比较简单,致使玻璃化温度不断降低,而聚合物室温从宏观的角度上来看处于粘稠的状态。
2.3含氟化合物改性超支化聚合物溶液的流变性
實验人员将经过改良以后的超支化聚合物放置到N,N-二甲基甲酰胺里面,经过一段时间可以获得具有淡黄色透明状态的溶液。依据相关实验可以得知:当固含量在小于50%,溶液黏度不大于200mPa的情况下,黏度会依据固含量的变化而没有较大的改变。倘若固含量在大于50%的基础上,黏度就会不断的增加,由于超支化聚合物所含有的分子结构中存在三维球形的结构,这样就会使分子和分子之间不容易黏连在一起。假如固含量在较低的情况下,那么所形成的超支化分子就会在溶液里面处于分离的状态,所增加的固含量没有对黏度带来的影响较大。
当接枝率达到70%左右的时候,就会致使含氟化合物链出现逐渐增加的情况,黏度增加的就会越快,出现此类现象的主要原因是由于随着含氟化合链的不断增加,分子和分子之间所缠绕的概率会逐渐加剧,从宏观的角度上是说黏度的增多;但是当接枝率处于30%的状态时,具有的含氟化合物支链不多,分子和分子之间缠绕的不是较为严重。因此,站在宏观的立场来看黏度增加频率不是很大。
依据相关实验结果可以得知:随着固化剂L40和相应的聚合物存在的质量比不断增加,就会致使漆膜的附着性逐渐降低,而铅笔的硬度是呈现出先升后降的状态,所具备的耐冲性能也在不断减少,而其他有关功能没有产生显著的改变。
实验测定了不同氟含量时试样HPF固化后漆膜的接触角,结果见表2。
从表2可以得知:倘若漆膜所含有的氟量越多,那么表面所接触的范围就越大;当氟达到8%的状态下,接触角就能够到达102°,而漆膜可以起到疏水的作用。从表2就可以得知当HPF经过固化以后所得到的漆膜以及没有含氟漆膜之间的对比情况,疏水性有着明显的提升。
3、结语
总而言之,相关人员将六氢苯酐、相应的三氟乙醇当做原料将超支化聚合物H30进行改良,获得了超支化聚合物。其树脂有着诸多的优势,如良好的物理性能、较好的成膜性等,而漆膜中所含有的氟越多,就证明疏水性能就越好。
参考文献:
[1]汤诚,童身毅.含氟化合物改性超支化聚合物及其性能研究[J].涂料工业》,2008,38(11):59-61
[2]童身毅,汤诚.含氟化合物改性超支化聚酯及其性能研究[J].国际彩板及涂料涂装技术研讨会,2008
[3]姜峻,姚伯龙,高旭瑞,王利魁,邓丽朵.一种新型UV固化超支化水性聚氨酯的合成及性能研究[J].《化工新型材料》,2016(3):31-34
[4]陈俊耀.UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究[J].《广东工业大学》,2015