自組裝法制備含氟聚合物孔材料.pdf

1、采用自組裝法制備了含氟聚合物多孔薄膜及SiO2摻雜聚合物多孔膜；采用透射電子顯微鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)表征了所制備的含氟聚合物乳膠球納米微粒的形貌、結(jié)構(gòu)及粒徑，以及聚合物薄膜及SiO2摻雜薄膜的形貌和微結(jié)構(gòu)；采用X射線光電子能譜儀分析了退火前后薄膜典型元素的化學(xué)狀態(tài)；同時考察了2類薄膜的摩擦學(xué)特性。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1.含氟聚合物多孔薄膜的制備和表征 以化合物CH2=C(CH3)COOCH3、H2C

2、=CHCOO(CH2)3CH3、H2C=CHCOOH、CH2=CHCOOCH2CF2CFHCF3及CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH為單體，以過硫酸銨[(NH4)2S2O8]為引發(fā)劑，利用無皂乳液聚合法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的乳膠球；通過摻雜一定量的六甲氧甲基密胺，并經(jīng)室溫下成膜和一定溫度下退火，得到含氟聚合物多孔薄膜。采用透射電子顯微鏡(TEM)表征了所制備的含氟聚合物乳膠球納米微粒的形貌、結(jié)構(gòu)及粒徑；采用原子力顯微鏡(AFM)表

3、征了聚合物薄膜的形貌，考察了退火溫度、交聯(lián)劑含量、羥基含量、HFBA含量的影響；采用X射線光電子能譜儀(XPS)表征了退火前后含氟聚合物薄膜表面元素的化學(xué)狀態(tài)；利用光學(xué)接觸角測定儀考察了薄膜的親、疏水性質(zhì)：利用多功能微摩擦儀(UTM-2)考察了薄膜的摩擦學(xué)行為。結(jié)果表明，所制備的聚合物乳膠球具有規(guī)則的核殼結(jié)構(gòu)，粒徑均一；聚合物薄膜在退火后形成孔結(jié)構(gòu)陣列，隨著退火溫度的升高，孔徑的尺寸逐漸增大，達(dá)到極限值后逐步減小。隨著交聯(lián)劑含量的增加，

4、孔徑的尺寸逐漸增加；隨著羥基含量的減少，孔徑的尺寸逐漸增大；隨著HFBA含量的增加，孔徑的尺寸逐漸增大，但在高含量的條件下孔的有序性變差。退火后含氟聚合物多孔涂層表面F元素含量降低，N元素含量增加。與此同時，引入很少量的HFBA即可大幅度提高多孔涂層的疏水性；而隨著交聯(lián)劑用量的增加，其親水性增強，說明可以在一定范圍內(nèi)調(diào)控其親、疏水性能。引入不同含量的HFBA都使得多孔涂層的摩擦系數(shù)降低、耐磨性能改善。 2.原位SiO2摻雜聚合物

5、多孔薄膜的制備和表征 以有機化合物C6H5CH=CH2、CH2C(CH3)COOCH3、H2C=CHCOO(CH2)3CH3、CH2C(CH3)COOCH2CH2OH和H2C=CHCOOH作為單體，以過硫酸銨[(NH4)2S2O8]作為引發(fā)劑，利用無皂乳液聚合法，通過原位引入SiO2(其中超疏水二氧化硅DNS-3溶于單體，而超親水二氧化硅RNS-A溶于溶劑)制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的摻雜乳膠球；通過摻雜一定量的六甲氧甲基密胺，并經(jīng)室溫

6、下成膜和180℃下退火30 min，得到二氧化硅摻雜聚合物多孔材料。采用透射電子顯微鏡(TEM)表征了所制備的摻雜聚合物乳膠球納米微粒的形貌、結(jié)構(gòu)和粒徑；采用原子力顯微鏡(AFM)表征了摻雜聚合物薄膜的形貌。結(jié)果表明，兩種型號的二氧化硅在乳液中都以團(tuán)聚體的形式出現(xiàn)，其中RNS-A的團(tuán)聚較輕，且可以附著在乳膠球表面。摻雜聚合物薄膜在退火后形成孔結(jié)構(gòu)陣列，兩種型號的二氧化硅都以嚴(yán)重的團(tuán)聚體形式存在；雖然二氧化硅并未影響多孔結(jié)構(gòu)的形成，但使得