氟硅與乙烯基單體嵌段共聚物的微相分離與表面性質(zhì)研究.pdf

1、氟硅聚合物有著良好的理化性質(zhì)，比如低表面能、耐溶劑性等。而嵌段共聚物的本質(zhì)特性就是可通過自組裝形成有序的球狀、柱狀、層狀等微相分離結(jié)構(gòu)。目前，對氟硅與乙烯基單體嵌段共聚物微結(jié)構(gòu)與其表面性質(zhì)的相互關(guān)聯(lián)還尚不清晰。本文通過考察氟硅與乙烯基單體嵌段共聚物的微相分離結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，希望進一步獲得氟硅嵌段共聚物結(jié)構(gòu)與性能的相互關(guān)系，并為氟硅共聚物的實際應用提供一定的理論基礎(chǔ)。
　　本文以聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷]（PMTFPS

2、）與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、PMTFPS與聚苯乙烯（PS）的AB型兩嵌段共聚物（PMTFPS-b-PMMA、PMTFPS-b-PS）、為研究對象，進行了這兩種氟硅嵌段共聚物的合成、本體微相分離結(jié)構(gòu)、表面微結(jié)構(gòu)與表面性能的研究。主要研究成果如下：
　　1.通過陰離子聚合反應、端基功能化反應、ATRP反應，合成得到結(jié)構(gòu)可控的PMTFPS-b-PMMA、PMTFPS-b-PS嵌段共聚物。
　?。?）以 F3為單體，正丁基鋰為

3、引發(fā)劑，通過陰離子開環(huán)聚合，結(jié)合硅氫加成反應、酯化反應，制備得到一系列窄分子量的大分子ATRP引發(fā)劑PMTFPS-Br。
　?。?）以CuBr為催化劑，PMTFPS-Br為引發(fā)劑，環(huán)乙酮為溶劑，通過MMA或St的ATRP反應，合成得到一系列分子結(jié)構(gòu)可控的氟硅與乙烯基單體的嵌段共聚物PMTFPS-b-PMMA和PMTFPS-b-PS。
　　2.通過對PMTFPS-b-PMMA、PMTFPS-b-PS嵌段共聚物的本體微相分離研究

4、，獲得了其微相分離結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息。
　　（1）示差掃描量熱分析（DSC）的測試結(jié)果表明，氟硅與乙烯基單體嵌段共聚物有不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但是氟硅鏈段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不太明顯。
　　（2）透射電鏡（TEM）、小角X射線散射分析（SAXS）測試結(jié)果表明，氟硅與乙烯基單體嵌段共聚物形成了柱狀微相分離結(jié)構(gòu)。
　　3.通過對PMTFPS-b-PMMA、PMTFPS-b-PS嵌段共聚物表面組成、表觀形貌、表面能的研究，獲得了其表

5、面性質(zhì)的相關(guān)信息。
　?。?）XPS測試結(jié)果表明，在組成相近的情況下，PMTFPS-b-PMMA嵌段共聚物表面的含氟量比PMTFPS-b-PS表面要大一些。對PMTFPS-b-PMMA嵌段共聚物進行深度剖析，發(fā)現(xiàn)氟元素的含量在下降，碳元素的含量有所增加。
　?。?）AFM測試結(jié)果表明，PMTFPS-b-PMMA和PMTFPS-b-PS嵌段共聚物涂層表面的微觀形貌都有一定的突起，表面粗糙度均在8-12nm之間；氟硅含量越高，表