新型氟硅高分子材料的研究进展_强秀

·２２·　　　　　　　高　　分　　子　　通　　报２０１２年１２月　

新型氟硅高分子材料的研究进展

强　秀１，马晓燕１＊，侯宪冰１，常　海２

（西北工业大学空间应用物理与化学教育部重点实验室和陕西省高分子科学与１．

）技术重点实验室，西安　７西安近代化学研究所，西安　７１０１２９；２．１００６５

在聚合物体系中以共价键的形式同时引入硅氧烷结构和含氟基团所得到的氟硅高分子材料是近年　　摘要：

来研究较多的一类含杂原子的新型材料。该材料不但具有硅氧烷突出的热稳定性与有机氟聚合物优良的表面还兼备有机硅聚合物良好的加工性能，成为新型材料研究领域的一个研究热点，无论是在自组装方自洁性能，

面还是防污、超疏水、耐高温等材料的制备方面都有很大的应用潜力。本文归纳总结了这一类材料最新的研究针对其性能方面进行了简要的概述，并对这类新型的功能性氟硅材料的研究领域和方向进行了展望。进展，

氟硅高分子材料；防污；超疏水；自组装；热性能　　关键词：

引言

—有机硅聚合物是含有硅元素的众多高分子化合物的总称，硅氧烷类是其一个重要的分支。它以Ｓｉ有机基团直接连接在硅原子上，这种特殊的分子结构使它成为集有机物特性与无机物功能于Ｏ为主链，

１，２］

，具有优良的耐热性、耐候性、低表面张力和表面能、生理惰性等［但其侧链多为亲油一身的杂化材料，

性的甲基或长碳链烷基，耐油性、耐酸碱性及耐溶剂性较差，且存在力学强度低、成膜性差等缺点，影响其应用范围的进一步扩展。

氟原子电负性大、原子半径小、极化率低，由于其空间屏蔽作用使得含氟聚合物具有突出的热稳定性、化学稳定性、阻燃性、极低的表面能和折光率、良好的拒水拒油和自清洁性等优点，有“特效材料”之

３］

，称，在航空航天、生物医用、功能涂层以及微电子等领域已得到广泛的应用［但由于成本较高，其应用受

到一定的限制。

聚合物体系以共价键的形式同时键合硅氧烷结构和含氟基团，能够集有机硅与含氟高分子的优点，同时避免这两类性质不同的聚合物物理共混时必然存在的相容性及界面的问题，得到一种综合性能优良的新型氟硅材料，适应更为广阔的高新技术领域的应用要求，所以新型的氟硅树脂的设计合成成为当前

４～６］

。的研究热点［

本文根据氟、硅基团在聚合物链中相对位置的不同，将这类新型氟硅高分子材料分为五类，以下分别对其合成与性能研究进展进行概述。

侧链含氟的氟硅高分子材料１　主链含硅氧烷结构、

主链含硅氧烷结构、侧链含氟的聚合物是研究最多的一类氟硅材料。侧链上含氟基团极大的表面活性使其严格取向于材料表面，整个大分子既可保持线型聚硅氧烷的高弹性及高流动性，又可吸收含氟基

７］

。团绝佳的低表面能特性和强的机械性能［

８～１１］

罗正鸿等［通过活性聚合方法制备了一系列侧链上接枝有含氟基团的氟硅嵌段聚合物。以聚二

甲基硅氧烷－聚甲基丙烯酸七氟丁酯嵌段共聚物（为例，对其相应的超疏水性薄膜进ＰＤＭＳｂＰＨＦＢＭＡ）－－行研究，发现强疏水性的Ｐ研究其在选择ＨＦＢＭＡ的引入可赋予该氟硅材料低的表面能和自清洁功能；

；；收稿：修回：２０１２０７０６２０１２０８２８－－－－

，作者简介：强秀（女，西北工业大学理学院应用化学系在读硕士，主要从事Ｐ１９８９－）ＯＳＳ基功能性聚合物材料方面的研究；

＊

：ｍ＿＿通讯联系人，ａｎａＥ－ｍａｉｌｘｉａｏｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．＠ｎｙｐ

２期　第１　　　　　　高　　分　　子　　通　　报·２３·

１０］

，性溶剂中的自组装结构［由于Ｐ随混合溶液中乙酸乙酯比例的ＨＦＢＭＡ在乙酸乙酯中的溶解性较差，

。增加，花瓣状、蠕虫状和环状（如图１所示）

ＰＤＭＳｂＰＨＦＢＭＡ的自组装形态依次呈现为球状、－－

［０］

图１　ＰＤＭＳｂＨＦＢＭＡ的合成及其在溶液中不同的自组装形态１－－Ｐ

０

Ｆｉｕｒｅ１　ＳｎｔｈｅｓｉｓｏｆＰＤＭＳｂＨＦＢＭＡａｎｄｉｔｓｓｅｌｆａｓｓｅｍｂｌｉｎｍｏｒｈｏｌｏｉｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓ１　　　－－Ｐ　　　－　　　ｇｙｇｐｇ　

［］

１２１３

以ＢｉａｎｒＰＤＭＳＢｒ为大分子引发剂合成了对称的五嵌段聚合物ＰＤＭＳｂ－（ＰＭＭＡｂ　　Ｌ－－－－－ｇ等

对该聚合物在三氯甲烷和二氧六环溶液中的自组装行为进行研究，分别观察到具有核－壳结ＰＤＦＨＭ）２，

［，］

）

。构的球形胶束和多层状胶束（见图２

图２　ＰＤＭＳｂ－（ＰＭＭＡｂＤＦＨＭ）－－－Ｐ２的合成及其不同的自组装形态

１２］

（））二氧六环［三氯甲烷；（ａｂ

Ｆｉｕｒｅ２　ＳｎｔｈｅｓｉｓｏｆＰＤＭＳｂ－（ＰＭＭＡｂＤＦＨＭ）ｎｄｉｔｓｓｅｌｆａｓｓｅｍｂｌｉｎｍｏｒｈｏｌｏｉｅｓｉｎｔｈｅｃｈｌｏｒｏｆ …… 此处隐藏：10099字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……