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有机氟防水剂的合成方式有哪些?

2024-08-21科学

有机氟单体尽管性能卓越,但不能直接用于织物上,需要与其他非氟单体进行反应生成聚合物大分子,使其可在纤维表面均匀成膜,并且能够与纤维相结合以提高 耐洗和耐摩擦牢度。有机氟防水剂的合成方式主要分为以下几类:

1、溶液聚合

溶剂聚合发展较早,是有机氟聚合早期所采用的主要聚合方式之一,虽然经长时间发展已经十分成熟,但以有机溶剂为体系和介质进行的反应含有诸多缺陷,如:溶剂本身不易去除整理织物后对效果造成不良影响,且随着环保法规的不断完善,许多有机溶剂因对人体和环境造成危害而受到限制,近年来有研究采用在临界态和超临界态用CO2 作为反应介质代替常见的水系介质,且CO2 其本身无毒无害、易获得,可解决环保成本等多项问题,从而引起业界的极大重视。

2、乳液聚合

有机氟单体和其他功能单体本身不溶于水,要想让其在水体系下均匀分散需借助乳化剂使反应单体和生成的高聚物均匀分散于乳液中。乳液聚合以水为反应体系因而反应更为稳定易于控制,反应速率较高,且成本较低便于工业化大生产,此外乳液状产物利于在工业化大生产中对纺织品、皮革等材料进行整理。

乳液聚合对氟单体的用量要求较高,然而如果防水整理剂中游离氟量较大则不利于织物整理容易使纤维表面固化。近年来对乳液聚合的研究种类繁杂,其中以含氟聚合物作核、聚酯类聚合物作壳层的核壳乳液聚合来控制整理剂中游离氟的含量的研究最为突出。

3、微乳液聚合

微乳液聚合与乳液聚合相似,但粒径更小。与乳液聚合相比略有不同,聚合产物的稳定性更高,有利于储藏和适应各种外部环境,因粒径更小比常规小近一个数量级,所以乳液的热力学稳定、耐热等性能均有所提高;再者因粒径的减小单位体积下所含的有效成分较常规更多,且微粒更小使与纤维的比表面积增大,与纤维接触和吸附的概率也随之升高则性能上可有较大提升。

4、原子(基团)转移自由基聚合

原子转移自由基聚合法多用于合成特定相对分子质量或指定官能团的特殊聚合物,这种剧和形式目的性强生成产物专一,副产物较少对原料的利用率较高,选择性过强,不利于大型生产,但将氟碳集团嵌端分布、使其在大分子链上均匀分布可有效节约资源、降低成本。