两种含高疏水基水性聚合物的制备

两种含高疏水基水性聚合物的制备 两种含高疏水基水性聚合物的制备 第22卷第6期高分子材料科学与工程v.1.22'N0.6 2006年11月POIYMERMATERIAISSCIENCEANDENGINEERINGNov.2OO6 两种含高疏水基水性聚合物的制备 班文彬,刘伟区,申德妍,侯孟华 (中国科学院广州化学研究所.广东广州510650) 摘要:采用硅氢加成法,在反应温度为85C,9O?,反应时间为3.5h,4.0h,催化荆含量为反应物总 量0.005,0.01且无溶剂的条件下,同时将亲水基团烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚,疏水基团含氟单 体或长链烷基酯分别引入到202低含氧硅油的侧链,成功制得两种高疏水基水性聚合物.采用红外光谱 和透射电子显微镜对有关产物度其水分散物进行了结构 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,并系统研究了其水分散物的透光率,流变 性, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面张力等性能.结果表明,两种含高疏水基水性聚合物都具有明显的降低表面张力效应,在质量分 数为2%的产物的水分散物的表面张力降低王20N/m,26N/m,且具有剪切变稠现象. 关键词:有机硅;有机氟;丙烯酸长链烷基酯;硅氢加成;疏水缔合 中围分类号:TB39文献标识码:A文章编号:1000—7555(2006)06—0051—04 具有高疏水基的聚合物如含氟,硅,长链烷 基聚合物等以高表面活性等特种性能在织物, 纸张,皮革整理剂,涂料,脱模剂及润滑剂等行 业得到广泛应用[1叫].利用阴离子聚合,阳离子 聚合和自由基聚合等制备技术,已合成了多种 含氟硅,长链烷基型高疏水基的聚合物,但在合 成和应用过程中,往往都涉及大量的有机溶 剂l5叫引.基于环保要求,含氟硅,长链烷基聚合 物的水性化研究是国内外共同研究的热点课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,近年来国内外研制的此类聚合物一般都采 用含双键的有机氟,长链烷基酯,有机硅单体和 丙烯酸及其酯,通过溶液聚合即先在有机溶剂 介质中合成相应的聚合物,然后在乳化剂作用 ,即便如此,在制备过 下制备出水分散体[1引 程中仍然涉及到有机溶剂.本文在无溶剂条件 下,由硅氢加成法制备的含高疏水基水性聚合 物,具有高表面活性等特点. 1实验部分 1.1主要试剂 甲基含氢硅油(Si一202):C.P.,含氢量 0.186,蓝星星火化工厂产品;烯丙基聚氧乙 烯聚氧丙烯醚(商品名F一6):C.P.,扬州晨化科 技集团有限公司产品;甲基丙烯酸十二氟庚酯 (12FMHA):C.P.,哈尔滨雪佳氟硅化学有限 公司产品;丙烯酸十八酯(0A):A.R.,Aldrich 公司产品,直接使用. 1.2聚合反应 在带有高纯N,高速搅拌器,温度计及冷 凝管的四口烧瓶中加入定量的Si一202,F一6, 12FMHA.控制温度在85?,9O?,搅拌下 4Omin滴加完毕氯铂酸/异丙醇溶液,其中氯 铂酸的质量分数为反应物质量之和的0.005 , 0.01,再反应3h后,在N2氛下减压蒸馏 除去未反应单体后,得到最终产物.改变上述各 种反应物的投料比,即制得一系列的最终产物, 同样条件下,以OA代替12FMHA,也制得一 系列最终产物.在5C去离子水中,加入定量的 上述产物,高速剪切自乳化15mln,分别得到 固含量为4O的聚合物水分散物. 1.3聚合物及其水分散物的性能测试 1.3.1FT—IR测试:用美国Analect公司 RFX一65傅立叶变换红外光谱仪测定. 1.3.2吸光度测试:采用上海分析仪器厂生产 的72G型光电分光光度计在波长为421nm下 收稿日期:2005—09—3O;修订日期t2006—02—2O 联系人:刘伟区.主要从事高分子新材料的合成与应用性能研究,E— mailliuwq@gic.ac.c 高分子材料科学与工程2006矩 测定其吸光度. Fig.11Rspectraof202poly(methylhydr0sIl0xane) andtwok4ndsofpolymer alSi一202;blm(Si一202)/m(F一6)/m(12FMHA) =lO0/lO0/10;ctm(Si一202)/m(F一6)/m(OA) =100/1OO/lO. 1.3.3黏度测试:采用上海精科天平厂NDJ一1 型旋转式黏度计测定,温度25.0?土0.1?, 转速为12r/min. 1.3.4流变曲线:采用HAAKERheostress 600型流变仪(德国Thermoelectroncorpora— tion)测定产物水分散物的流变曲线,温度 25.OO?士0.01?. 1.3.5水分散物表面张力的测定:用毛细管 法测定所制得的聚合物水分散物的表面张力 (通过测定毛细管液面上升高度来计算表面张 力). 1.3.6粒径的测定和粒子形状的观察:采用 FEI—TecnaI12分析型透射电子显微镜(荷兰 FEI公司产品)对制备的聚合物水分散物粒子 进行粒径的测定和粒子形状的观察. 2结果与讨论 2.1聚合物的结构表征 Fig.1中,b,C与a相比,在3470cm左右 出现了聚醚中的羟基伸缩振动峰,2938cm-1与 2872cm-1为甲基,亚甲基的伸缩振动峰,而 1730cm-1为酯基中的C=O伸缩振动峰,曲线a 中,2200cm附近为Si—H伸缩振动峰(尖锐强 峰),925cm...,893cm-1处为Si—H弯曲振动 峰,曲线b,C中这些特征峰则都有所减弱;此 外,在1000cm-1,1250cm处的吸收有所变 宽变强,相对强度有所增大,主要是丙烯酸酯聚 合物中的C一0一C在此处的强吸收与si—o — Si伸缩振动吸收峰1100cm,1000cm 重叠所致,此外,对于曲线b而言,由于F—C— F基团的伸缩振动使此处的吸收又有所增强. 1454cm及1375cm皿1处的吸收表现为丙烯酸 酯聚合物中的c—O—c的特征吸收峰,且在 1680cm,1610cm处基本观察不到C===C 的伸缩振动吸收峰. Tab.1EffectofdifferentfeedrationsandmonomersOnpenetrationrateoflightandviscosity 2.2水分散物的透光率和表观黏度 产物水分散物透光率和表观黏度的测试结 果结果列于Tab.1.由Tab.1可知,当投料比 中亲水性聚醚链段含量较多时,相同质量分数 的水分散物的透光率较大;而当疏水单体 12FMHA或OA的含量较多时,水分散物的透 光率则有所下降,而采用两种疏水单体对水分 散物的透光率影响无明显差别.当产物分子中 引入的疏水基团相对较多时,则其水分散物的 黏度值相对较小,这可能是由于疏水基团不溶 于水相,在水相中分子间相互靠拢,缔合,聚集 为内部为疏水基团,外部则为亲水的聚醚链段 高分子材料科学与工程2006拒 聚醚链段飘浮于水中,导致粒子外表不光滑;而b中,粒子的形状比较圆滑,平均粒径约为200 nm,250nm,粒径较大,可能是引入的含氟疏 水基团较多,分子间缔合程度较大C中,粒子 相互间呈现出支化状的线形结构,但仍可明显 地看到这些支化线是由许多球状粒子所组成, 粒径大约为2Onm~30nm,而且可看出这些球 状粒子大多存在核壳结构,可以推断粒子的核 心黑影部分为疏水长链烷基酯及聚硅氧烷链段 构成,而壳部为亲水聚醚链段构成,这种枝状结 构的原因,可能是由于丙烯酸十八酯的链段比 较长,可以伸入另一个粒子中与聚合物分子发 生缔合作用,形成网络结构. 3结论 通过硅氢加成法成功地制备了含氟硅或长 链烷基的两种高疏水基水性聚合物,经研究发 现此两种聚合物的性能与聚合物链中的亲水, 疏水基团相对含量有关,其表观黏度,流变性及 表面张力等性能也随亲水,疏水基团相对含量 及种类差异呈现一定的变化规律. 参考文献: [1]ShaikhS.AsrofAliSK,HamadEZ.eta1.JApplied PolymerScience,l998,70(1O)l2499~2506. [2]YahyaGO,HamadEZ.Polymer.1995.36(19);3705 ,37l0. E33BiggsS,HillA,SelbJ.J.Phys.Chem..1992,96l l505,l5l1. 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SynthesisofTwoKindsofWater—BasedPolymerswithStrongHydrophobicGroups BAN (GuangzhouInstitute Wen—bin,I.IUWei—qu,SHENDe—yan,HOUMeng—hua ofChemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510650,China) ABSTRACT:Twokinds0fwater— basedpolymerswithstronghydrophobicgroupsweresynthe— sizedfromallylpolyoxyethylenepolyoxypropyleneether,organofluorineorlong— chainaliphatic acrylateand202poly(methylhydrosiloxane)viahydrosilationat85?, 9O?,reactingfor3.5tl , 4.0hwithoutthepresence0fsolvent.Thenthestructuresandpropertiesofthesampleswere analyzed.Thesurfacetensionofthewaterdispersions(2.O)fallto22.00N/m,26.OON/m, andtheybehavedwiththephenomenonofshearthickening. Keywords:organonsilicon;organofluorine;long— chainaliphaticacrylate;hydrosilation;hy— drophobicassociation