低表面能聚合物聚合进展.pdf

　第 9 期 高 　　分 　　子 　　通 　　报 ·9 · 低表面能聚合物的聚合进展 1 1 2 1 罗正鸿 ,何腾云 ,蔺存国 ,戴李宗 ( 1. 厦门大学化学化工学院 ,厦门　361005 ; 2 . 海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室 , 中国船舶重工集团第七二五研究所 ,青岛　266071) 　　摘要 :低表面能聚合物材料是低表面能材料中重要的一类 。这类材料性能独特 ,用途广泛 ,尤其体现在涂 料领域 ,用作防污涂层 。目前 ,低表面能聚合物主要有氟碳树脂 、有机硅树脂及氟硅树脂三种 。有关这三种材 料的合成研究十分活跃 ,出现了众多的合成研究报道 。按合成过程对应的聚合机理划分 ,主要有基团转移聚 合 、阳离子聚合 、阴离子聚合 、自由基聚合 、活性官能团间的反应 。本文按聚合机理划分方法对低表面能聚合物 近期的合成研究进展进行综述 。 　　关键词 :低表面能聚合物 ;接触角 ;聚合机理 引言 通常所说的低表面能是指表面能低于 100mNm 的材料[ 1] 。材料表面能越低 , 附着力越小 ,材料表面 与液体的接触角也就越大[2 ] 。目前出现了众多的低表面能材料 ,其中最重要一类是低表面能聚合物 。这 类材料用途广泛 ,在航空航天 、印刷 、生物化学 、传感器 、环境防污 、金属冶炼 、海洋防污等领域均有应 用[3 ,4 ] 。其中 ,重要应用领域在涂料领域 ,用作防污涂层 。一般认为 ,涂料的表面能只有在低于 25mNm ( ) [5 ] 时 也就是涂料表面与液体的接触角大于 98°才具有防污效果 。 ( ) 低表面能聚合物主要有氟碳树脂 、有机硅树脂及氟硅树脂三大类 : 1 氟碳树脂 :将 F 原子引入到聚 合物链中可降低聚合物表面能 。主要原因有 :C —F 键键能比 C —H 键键能大 ,且 F 原子电子云对 C —C 键的屏蔽较 H 原子强 ;此外 ,C —H 键的电子云分布使得含 C —H 键的物质能与油污发生作用 ,而 C —F 键 中电子被紧紧束缚在原子核周围 ,综合作用使得氟化合物具有低表面能 。例如氟含量很高的聚四氟乙烯 表面能约为 20mNm[6 ] ; (2) 有机硅树脂 :有机硅树脂中最主要的是聚硅氧烷 ,该类聚合物有 Si —O 骨架而 具有独特的性能 , 比如低表面能 ,热稳定性低玻璃化转变温度等[7 ] 。用碳酸钙填充的聚二甲基硅氧烷涂 料其表面能低至 22mNm[8 ] ; (3) 氟硅树脂 :利用氟碳树脂和有机硅树脂各 自优点可得到性能更优 良的低 表面能材料[9 ] 。 由于这三类低表面能聚合物用途广泛 , 已出现了众多的合成研究报道 。近期有关低表面能聚合物的 合成方法 ,按合成过程对应的聚合机理划分 ,主要有 :基团转移聚合 、阳离子聚合 、阴离子聚合 、自由基聚 合 、活性官能团间的反应 。本文按聚合机理划分方法对低表面能聚合物近期合成进展进行综述 。 1 　低表面能聚合物的合成 11 　基团转移聚合 ( ) ( ) 某些 甲基 丙烯酸酯类的单体在类似于三甲代甲硅烷基二甲基乙烯酮乙缩醛 MTDA 引发剂和四丁 基铵酯类催化剂组成的催化体系作用下能发生基团转移聚合 ,可合成嵌段共聚物 ,但由于受反应机理的 约束 ,可发生该类反应的单体不多 ,这样大大限制了其应用范围;用基团转移聚合可得到预期的聚合物结 ( )