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有機氟防水劑的合成方式有哪些?

2024-08-21科學

有機氟單體盡管效能卓越,但不能直接用於織物上,需要與其他非氟單體進行反應生成聚合物大分子,使其可在纖維表面均勻成膜,並且能夠與纖維相結合以提高 耐洗和耐摩擦牢度。有機氟防水劑的合成方式主要分為以下幾類:

1、溶液聚合

溶劑聚合發展較早,是有機氟聚合早期所采用的主要聚合方式之一,雖然經長時間發展已經十分成熟,但以有機溶劑為體系和介質進行的反應含有諸多缺陷,如:溶劑本身不易去除整理織物後對效果造成不良影響,且隨著環保法規的不斷完善,許多有機溶劑因對人體和環境造成危害而受到限制,近年來有研究采用在臨界態和超臨界態用CO2 作為反應介質代替常見的水系介質,且CO2 其本身無毒無害、易獲得,可解決環保成本等多項問題,從而引起業界的極大重視。

2、乳液聚合

有機氟單體和其他功能單體本身不溶於水,要想讓其在水體系下均勻分散需借助乳化劑使反應單體和生成的高聚物均勻分散於乳液中。乳液聚合以水為反應體系因而反應更為穩定易於控制,反應速率較高,且成本較低便於工業化大生產,此外乳液狀產物利於在工業化大生產中對紡織品、皮革等材料進行整理。

乳液聚合對氟單體的用量要求較高,然而如果防水整理劑中遊離氟量較大則不利於織物整理容易使纖維表面固化。近年來對乳液聚合的研究種類繁雜,其中以含氟聚合物作核、聚酯類聚合物作殼層的核殼乳液聚合來控制整理劑中遊離氟的含量的研究最為突出。

3、微乳液聚合

微乳液聚合與乳液聚合相似,但粒徑更小。與乳液聚合相比略有不同,聚合產物的穩定性更高,有利於儲藏和適應各種外部環境,因粒徑更小比常規小近一個數量級,所以乳液的熱力學穩定、耐熱等效能均有所提高;再者因粒徑的減小單位體積下所含的有效成分較常規更多,且微粒更小使與纖維的比表面積增大,與纖維接觸和吸附的概率也隨之升高則效能上可有較大提升。

4、原子(基團)轉移自由基聚合

原子轉移自由基聚合法多用於合成特定相對分子質素或指定官能團的特殊聚合物,這種劇和形式目的性強生成產物專一,副產物較少對原料的利用率較高,選擇性過強,不利於大型生產,但將氟碳集團嵌端分布、使其在大分子鏈上均勻分布可有效節約資源、降低成本。