新型含氟聚合物織物整理劑的合成及應(yīng)用.pdf

1、含氟聚合物織物整理劑研究是有機(jī)氟化學(xué)的一個(gè)重要研究分支，含氟聚合物織物整理劑不僅能賦予織物優(yōu)異的拒水拒油性，而且能保有織物原有的色澤、手感、透氣性、穿著舒適性等，從而成為當(dāng)今拒水拒油整理劑的主流。本文設(shè)計(jì)合成了幾種新型的含氟聚合物，并對(duì)其作為織物整理劑的性能進(jìn)行了研究。全文主要包括以下四個(gè)方面的工作。
　　 第一部分，設(shè)計(jì)合成了具有疏水/疏油基團(tuán)的氟代環(huán)氧丁烷單體34FOx和具有親水基團(tuán)的環(huán)氧丁烷單體EtOx，并通過(guò)此二單體的陽(yáng)

2、離子開(kāi)環(huán)共聚合成了具有不同組分比例的聚醚二元醇P(34FOx：EtOx)。然后以聚醚二元醇P(34FOx：EtOx-1:1)為軟段，以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇為硬段合成了具有疏水疏油-親水智能表面的聚氨酯PU3。液態(tài)石蠟在以玻璃板和棉織物為基質(zhì)的PU3表面上的接觸角分別可達(dá)到85°和119°，表現(xiàn)出良好的疏油性；水在以玻璃板為基質(zhì)的PU3表面剛開(kāi)始時(shí)的接觸角較大，為108°，這表明聚氨酯PU3在與水剛接觸時(shí)表

3、現(xiàn)出疏水性。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水在樣品上的接觸角逐漸減小，在25分鐘內(nèi)由108°降低到25°，表現(xiàn)出親水性，實(shí)現(xiàn)了由疏水/疏油性表面到親水性表面的轉(zhuǎn)換。
　　 第二部分，設(shè)計(jì)合成了短氟碳鏈修飾的環(huán)氧丁烷6FOx和溴代環(huán)氧丁烷BrOx，并以這兩種環(huán)氧丁烷為單體通過(guò)陽(yáng)離子開(kāi)環(huán)聚合制備了聚醚二元醇P(6FOx：BrOx)。以P(FOx：BrOx)為軟段，以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇為硬段合成了具有疏水鏈段(-C

4、F3)和反應(yīng)基團(tuán)(-Br)的聚氨酯FBr-PU。此類(lèi)聚合物不僅可以賦予織物優(yōu)良的疏水性能(WCA=133°)，而且其包含的反應(yīng)基團(tuán)(-Br)為聚合物的進(jìn)一步改性以獲得更廣泛的功能提供了可能。
　　 此外從全氟丁基磺酰氟出發(fā)設(shè)計(jì)合成了短氟碳鏈環(huán)氧丁烷FSOx。并以5，5-二甲基海因?yàn)樵希韧ㄟ^(guò)N-烷基化合成了帶有羥基的中間體，再通過(guò)Williamson醚化合成了帶海因側(cè)基的環(huán)氧丁烷單體HyBrOx。以FSOx與HyBrOx的共聚

5、物作為軟段，IPDI和1，4-丁二醇作為硬段得到的聚氨酯FHy-PU將可能具有疏水、透氣、抗菌、易去污等復(fù)合功能。但是，受時(shí)間限制，本文目前只完成了FSOx、FBrOx和HyBrOx單體的合成，正在積極探索FSOx與HyBrOx的共聚反應(yīng)條件。
　　 第三部分，設(shè)計(jì)合成了含短氟碳鏈水性聚氨酯WFPU。其以水為分散介質(zhì)，不僅具有不燃、無(wú)毒、無(wú)污染、節(jié)約能源以及易加工等優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)用短氟碳鏈(-CF3)提供功能改性，不會(huì)產(chǎn)生由長(zhǎng)氟碳

6、鏈化合物所引起的環(huán)境污染和生物累積問(wèn)題，是一種綠色環(huán)保型拒水拒油劑。WFPU在玻璃板上成膜后，對(duì)水的接觸角可達(dá)111°，具有良好的疏水性能。
　　 第四部分，疏水/疏油性的表面可以通過(guò)化學(xué)改性來(lái)降低表面能。以往的研究主要是通過(guò)應(yīng)用長(zhǎng)全氟鏈CnF2n+1(n≥8)來(lái)降低表面自由能。但是有許多證據(jù)表明，長(zhǎng)全氟鏈化合物存在生物積累和對(duì)環(huán)境的污染等問(wèn)題，雖然應(yīng)用短氟碳鏈化合物可以避免此類(lèi)問(wèn)題，但其拒油性不佳，因此人們開(kāi)始探索怎樣合成一種

7、合適的化合物，使其既擁有優(yōu)異的拒水拒油性能，又不存在長(zhǎng)全氟碳鏈的污染問(wèn)題?；谶@一指導(dǎo)思想，本文設(shè)計(jì)合成了含氟丙烯酸酯3a-d，并通過(guò)乳液聚合成功合成了對(duì)應(yīng)的三元共聚物4a-d。通過(guò)傳統(tǒng)的軋-烘-焙過(guò)程，合成的產(chǎn)物4a-d被應(yīng)用到棉織物上。其中含-CH2CF2-片段的含氟碳鏈丙烯酸酯共聚物4b、4c賦予了織物優(yōu)異的拒水拒油性能，對(duì)十四烷的接觸角均為116°，拒油級(jí)別分別達(dá)到6級(jí)和5級(jí)；對(duì)水的接觸角分別為140°和138°，拒水級(jí)別均達(dá)到