表面性能的影响.PDF

Vo1．30 高等 学校 化 学 学报 No．4 2009年4月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 821～824 热处理对超疏水性含氟丙烯酸酯共聚物膜 表面性能的影响 魏海洋 ，贺文潇 ，粟小理 ，李欣欣 ，韩哲文 (1．华东理工大学材料科学与工程学院，特种功能高分子材料及其相关技术教育部重点实验室，上海200237； 2．上海三爱富新材料股份有限公司，上海200235) 摘要 以微乳液聚合法和溶液聚合法制备丙烯酸全氟烷基乙基酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，以1，1，2-三 氟三氯乙烷为溶剂，采用溶剂挥发成膜法直接制备出超疏水膜，并研究 120oC热处理对超疏水膜表面性能 的影响．对于用乳液聚合方法制备的超疏水膜 ，随着热处理时间的延长，滚动角表现出先逐渐增大直至完全 不能滚动，然后重新回复到极小滚动角的特殊变化过程，而静态接触角只是略微减小，完全不同于热处理对 平滑的含氟聚合物表面接触角的影响．扫描电镜结果显示 ，聚合物膜表面形貌对应出现从微／纳复合粗糙结 构到微孔粗化并重新形成微／纳复合多层粗糙结构的变化． 关键词 超疏水表面 ；含氟丙烯酸酯共聚酯 ；滚动角；热处理 中图分类号 0631 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2009)04-0821-04 超疏水表面由于具有巨大的实用价值和应用前景，近年来引起了人们的广泛关注 ．有关疏水一 亲水可转变的表面、高黏附力的超疏水表面和浸润性可调节的超疏水表面等方面的研究也正 日益活 跃 叫．目前已报道了多种可以成功制备超疏水表面的方法，但大多方法制作成本较高，过程复杂， 而且往往需要使用苛刻的条件或特殊的仪器设备，难以大规模方便地制备超疏水表面 J。’“J．溶剂挥 发成膜法是一种可以制备超疏水表面的相对比较简单的方法，研究发现，利用氟元素的低表面能，用 含氟无规共聚物可以采用溶剂挥发成膜法一步制备出超疏水膜，膜表面具有微米／纳米复合结构的粗 糙结构 ．本文通过对共聚物表面进行热处理发现，乳液聚合方法制备的特定组成结构的聚合物超疏 水膜表面，水滴的滚动角会随热处理时间的增加出现较大的变化，而静态接触角只是略微变小，完全 不同于平滑的含氟聚合物表面热处理的变化，也不同于溶液无规共聚物超疏水膜的接触角变化． 1 实验部分 微乳液聚合：以十二烷基硫酸钠、全氟辛酸铵、正丁醇(5．25g／1．25g／6．4mL)为乳化体系，超声 波振荡配制预乳液，以KS：O一NaHSO，(0．028g／0．011g)为引发体系，在N气保护下，于60℃恒温油 浴中，采用半连续滴加法滴加引发剂溶液和预乳液，反应4h后将乳液破乳得到含氟聚合物，水洗，用 溶解-沉淀法反复提纯3次．GPC测定所合成共聚物 (标记为 M1)的M =5．589×10，Mw／M．=2．82， 氟元素含量为 10％，其结构与预期共聚物的一致． 溶液聚合：称取5．302gMMA，1．066gFAEA和0．006gAIBN溶于环己酮中，在N气保护下，于 7O℃恒温油浴反应24h，反应结束后通过溶解一沉淀法3次提纯共聚物．GPC测定所合成共聚物 (标记 为 s1)的Mn=3．99×10，Mw／M =1．47，氟元素含量为 12％，与预期共聚物一致． 超疏水膜制备：称取聚合物溶解于 1，1，2一三氟三氯乙烷 (Fl13)中，配成浓度为 1×10～g／mL的 溶液，取定量溶液滴在经预处理过的洁净 1cm×1em的载玻片上，在预定的条件下(20oC，1×10 Pa)使溶剂 自然挥发成膜．将涂好聚合物膜的玻璃板置于 120oC烘箱中，按预定时间进行热处理，热处 收稿 日期：2008-07-27． 联系人简介：李欣欣 ，男，博士，副教授，主要从事高性能纤维、活性聚合和含氟高分子的研究．E-mail：inxili@。。st ． 。du．