发布时间 : 星期二 文章全氟聚醚应用研究 - 图文更新完毕开始阅读f874298877232f60ddcca1f2
第一章 绪论
聚合物乳液整理过的棉织物，因二氧化硅粒子的存在，在表面形成了微纳粗糙形貌。因此该涂层体现了良好的超疏水性能，水接触角高达154°，正十六烷接触角高达106°。此外核壳结构的分子设计，有利于降低全氟聚醚丙烯酸单体的使用量，从而节约成本。
图1. 9 含全氟聚醚单体核壳乳液示意图
Fig 1.9 Scheme for Perfluoropolyether emulsion core-sheIl structure
?紫外光固化：紫外光固化是指在紫外光的辐射下，通过光引发剂使得单体聚合的一种方法。与传统的聚合方法和热固化相比，紫外光固化具有固化速度快、生产速度快、设备简单、无溶剂或溶剂用量小和能耗较低等优点。随着有机物排放的日益严格的控制，紫外光固化将具有广阔发展前景[58-59]。
Hyeon-Deuk Hwang[60]等人利用双羟基全氟聚醚改性基于聚碳酸酯的聚氨酯，制备出一种可光固化的疏水树脂。实验结果证明在较低的全氟聚醚浓度下，即可降低固化膜表面能至19~27 mN/m，水接触角最高大于100°，通过XPS检测也发现了氟元素向表面的富集的现象，说明成膜过程中含氟链段自发向膜层发生了迁移，从而使涂层具有优秀的表面性能。
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合肥工业大学学历硕士学位论文
图1. 10全氟聚醚-聚氨酯光固化树脂制备
Fig 1.10 Perfluoropolyether - photocurable urethane resin prepared
国内专利CN 103540183 A刘玉磊[61]等人公开了多种用于触摸屏用防指纹透明硬化膜的含有全氟聚醚单体的光固化涂料配方，得到的光固化薄膜水接触角大于100°，正十六烷接触角大于60°，具有优秀的耐指纹性能。 1.4 本论文研究的目的与意义
我国是萤石（氟石）的储量大国，总储量占世界的三分之一，这为我国的有机氟化学的发展提供了非常有利的原材料便利。我国氟化学工业研究从上世纪70年代开始，在近30年以来，该领域的应用研究已经得到了较大发展。虽然我国具有如此发展氟化学工业的先天优势，但在含氟材料应用领域研究发展依旧与国外有较大差距。如含氟丙烯酸酯和全氟聚醚合成技术依然被苏威、大金、杜邦和旭硝子等公司垄断。这使得我国有机氟产品的研发水平还远远不能满足经济发展的需要，从国外进口这些氟材料往往价格很高，成为了我国氟化学应用研究的壁垒，这些问题的存在给工业化带来了很大的困难，严重制约了我国氟行业及相关行业的发展[62]。
全氟聚醚作为一种重要的新型有机氟化学品，因其与传统全氟烷基化合物相比具有易降解毒性低、柔性大和相容性提高等不可比拟的性能优势，使得全氟聚醚制备的相关产品已经广泛应用于航空航天、电子、机械、纺织等领域。本论文主要研究目的：通过不同的有机合成方法，设计合成不同间隔基的全氟聚醚硅烷和全氟聚醚单体，通过考察全氟聚醚硅烷在手机触屏玻璃的成膜疏水疏油性和全氟聚醚单体应用在触摸屏用防指纹透明硬化膜光固化涂料的疏水疏油性，比较不同间隔基结构对性能的影响。对我国在全氟聚醚低表面能上的应用上的研究及发展有着重要的参考价值。
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第一章 绪论
1.5 本章小结
本章主要总结了氟碳化合物在低表面能涂料方面上的应用与发展，简单介绍了氟碳化合物的屏蔽效应、低表面能等特性和分子结构对其性能的影响，阐述了长链氟碳化合物对环境的危害。介绍全氟聚醚的相关特性和合成方法，指出其易降解、累积毒性的优点，是取代传统氟碳化合物的理想材料。确定了本课题的研究方向，即考察不同间隔基结构对全氟聚醚硅烷和全氟聚醚单体疏水疏油性能的影响。通过不同的有机合成方法，设计合成不同间隔基的全氟聚醚硅烷和全氟聚醚单体，通过考察全氟聚醚硅烷在手机触屏玻璃的成膜疏水疏油性和全氟聚醚单体应用在触摸屏用防指纹透明硬化膜光固化涂料的疏水疏油性，比较不同间隔基结构对性能的影响。
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第二章 不同间隔基全氟聚醚硅烷的合成
第二章 不同间隔基全氟聚醚硅烷的合成
2.1 前言
随着平板电脑和大屏智能手机的普及，触摸屏已经被广泛的使用于各个领域。其经常被触摸的表面易受指纹、皮肤上的油脂、汗水和化妆品等污染。这些污垢不易被清除，需要用特殊的清理剂来清理。有些涂层表面对表面污染，诸如指纹和油脂污垢，非常敏感，不但对表面美观性造成不良影响，并且还可能导致安全问题。在越来越高的应用要求中，所面临最大的挑战就是制备一个具有长期持久耐磨特性的抗指纹耐污涂层。
为了解决上述触屏污染问题，公知技术是通过在硬涂层中添加有机硅或含氟防污剂来降低膜的表面能，提高其疏水疏油性能，使汗液不容易在硬涂层表面铺展、附着。而全氟聚醚硅烷因兼具全氟聚醚的疏油性、低摩擦系数、折光率低和硅氧烷的疏水、耐磨特性，成为目前智能电子设备触屏玻璃表面处理的首选。
从前人的研究我们知道，含氟链的排列的紧密性和有序性是其低表明性能优异的关键。间隔基作为全氟聚醚与硅氧烷链接基团，对其疏水疏油有着非常大的影响。全氟聚醚硅烷在基底成膜固化时是典型单分子自组装过程，全氟聚醚链段自主向膜层表面迁移，硅氧烷末端与基底的羟基发生水解缩合反应结合，成膜后形成了上层含氟链段下层硅氧烷缩合的双层单分子涂层。不同间隔基结构对全氟聚醚硅烷自组装过程中的氟链迁移和和氟链的定向排列有较大影响，从而影响其性能。
综上所述，本章实验主要为考察不同间隔基对全氟聚醚硅烷的影响，设计合成了多种不同间隔基结构的全氟聚醚硅烷，比较极性、分子结构大小和苯环对全氟聚醚对全氟聚醚硅烷疏水疏油性能的影响。 2.2 实验原材料和仪器 2.2.1 实验原材料
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