含氟芳基側(cè)鏈修飾聚合物的合成及其生物防污性能.pdf

1、氟原子具有電負(fù)性大、原子半徑小、碳氟鍵的鍵能大等特點(diǎn)，所以含氟材料在電子、光學(xué)、生物材料、潤滑劑、表面活性劑和海洋防污等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在航海領(lǐng)域，海洋生物污染是開發(fā)海洋資源時面臨的最大困難之一，防污整理劑即防污涂料或涂層是解決此類問題的最佳方法。傳統(tǒng)的防污整理劑如三丁基錫，由于其對自然環(huán)境造成了很大的危害而被禁止使用，因此尋找新型環(huán)境友好的防污整理劑十分必要。
　　含氟聚合物具有較低表面能，將含氟聚合物整理在船體表面，細(xì)菌很難

2、粘附上去，即使粘附上去也很容易脫落，進(jìn)而達(dá)到防污目的。目前含氟聚合物涂層已經(jīng)應(yīng)用于海洋防污領(lǐng)域。本論文設(shè)計并合成了兩類側(cè)鏈含有氟原子取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物，一類是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物，另一類是兩親性含氟聚合物。期望通過向苯環(huán)上引入氟原子可以增強(qiáng)苯環(huán)間的???堆積作用以保持全氟鏈段在涂層表面的富集，另外苯環(huán)上氟原子的引入在保持聚合物中氟含量時可以使用更短的全氟鏈段，以期合成環(huán)境友好型的防污整理劑。
　　本論文主要包括以下內(nèi)容：

3、
　　一、以五氟苯乙烯、全氟聚醚醇或全氟烷基醇為原料合成了全氟鏈取代四氟苯乙烯單體4a和4b，再由含氟單體4、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)共聚得到聚合物7，聚合物7在高壓汞燈下環(huán)氧開環(huán)，得到具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物涂層8。通過XPS分析發(fā)現(xiàn)，聚合物涂層8的表面氟含量較聚合物7有了一定的提高，說明含氟鏈段向涂層表面發(fā)生了富集。聚合物的疏水性、熱穩(wěn)定性和抗細(xì)菌(大腸桿菌和金黃色葡萄球菌)粘附性等性能測試表明聚合

4、物7具有良好的熱穩(wěn)定性(Td>303 oC)、疏水性(棉織物表面θH2O>144°)和抗細(xì)菌粘附性。而且聚合物的疏水性和抗菌粘附性都隨著含氟單體4投料比例的增加而提高。為了研究苯環(huán)上氟原子的引入對聚合物性能的影響，應(yīng)用苯環(huán)上沒有氟原子取代的全氟烷基修飾的苯乙烯單體4c合成了聚合物13作為對照聚合物，對比測試結(jié)果表明，苯環(huán)上的氟原子有助于提高聚合物的疏水性和熱穩(wěn)定性。為了降低含氟單體的用量，應(yīng)用甲基丙烯酸十八烷基酯(OMA)與含氟單體4和

5、甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚，合成了聚合物15，并研究了此類聚合物的熱穩(wěn)定性和疏水性。
　　二、從五氟苯乙烯、全氟聚醚醇和聚乙二醇出發(fā)合成了兩親性含氟單體18，應(yīng)用含氟單體18、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和含硅單體19聚合得到具有兩親性結(jié)構(gòu)的含氟共聚物20。研究了聚合物20的疏水性，熱穩(wěn)定性和抗細(xì)菌(大腸桿菌和金黃色葡萄球菌)粘附性等性能。由于聚合物中含有聚乙二醇單元，所以聚合物20涂層的疏水性一般，但θH2O>108°，能滿足防污