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Vol 137No 16・14・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第37卷第6期2009年6月作者简介:葛震(1976-),男,博士,讲师,从事聚氨酯方面的研究。
含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展葛 震1 张兴元2 戴家兵2 李维虎2 罗运军1(11北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081;21中国科学技术大学高分子科学与工程系,合肥230026)摘 要 含氟聚氨酯综合了聚氨酯和含氟聚合物的优点,如具有极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性,优良耐磨性,低表面能和高耐候性等。
因此,对含氟聚氨酯的研究成为近年来的研究热点。
本文综述了含氟聚氨酯的合成、性能及应用研究发展状况,并对今后的研究发展进行了展望。
关键词 含氟聚氨酯,合成,应用Advances in synthesis and application of fluorinated polyurethaneGe Zhen 1 Zhang Xingyuan 2 Dai Jiabing 2 Li Weihu 2 L uo Yunjun 1(1.School of Materials Science and Engineering ,Beijing Instit ute of Technology ,Beijing 100081;2.Depart ment of Polymer Science and Engineering ,University of Science andTechnology of China ,Hefei 230026)Abstract Fluorinated polyurethane combines virtues of polyurethane and fluorinated polymers ,such as excellentresistance to ultraviolet radiation and nuclear radiation and excellent flexility ,good wearability ,lower surface energy and high weatherability.Therefore ,the study of fluorinated polyurethane has attracted considerable interest more and more in recent years.The synthesis ,properties and applications of fluorinated polyurethane were reviewed.Moreover ,the f uture developments of the study of fluorinated polyurethane were also prospected.K ey w ords fluorinated polyurethane ,synthesis ,application 含氟聚氨酯兼具有含氟聚合物和聚氨酯的优点,自1958年Lovelace 以非氟化异氰酸酯与氟化二醇反应首次合成含氟聚氨酯以来便立即引起了各国科学家的广泛兴趣,现今含氟聚氨酯的研究已在国内外形成了研究热潮。
含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究近年来，含氟水性聚氨酯类材料在各行各业的应用越来越广泛，这是由于其优越的性能，如耐污、耐磨、防腐蚀、耐温、抗渗透性以及高的机械强度。
然而，由于含氟水性聚氨酯是水性材料，制备起来比较困难，因此，对这种材料的制备方法以及性能研究成为近年来制备高性能聚氨酯材料的重要课题。
首先，含氟水性聚氨酯是由聚氨酯树脂和含有氟的共聚物按照一定比例配制而成的。
从基本的组成来看，含氟水性聚氨酯的制备过程需要分为四步：首先将聚氨酯树脂和氟共聚物放在一定的容器中，然后加入适量的溶剂，这时会形成含氟水性聚氨酯的初始溶液；其次，将这种初始溶液加入可以促进聚合反应的催化剂，然后将它们搅拌均匀，通过一定时间的反应可以获得稳定的含氟水性聚氨酯液体；再次，得到的溶液需要进行蒸煮凝固处理，最终得到一定粒径的含氟水性聚氨酯微粒；最后，将得到的含氟水性聚氨酯微粒加入水中，经过一定时间的搅拌，即可得到最终的稳定的含氟水性聚氨酯液体。
其次，在制备含氟水性聚氨酯微粒的过程中，催化剂、溶剂、聚合反应的温度、时间、搅拌等各种条件对其性能的影响是复杂的。
例如，增加催化剂的用量可以有效缩短含氟水性聚氨酯的聚合反应时间，但会使颗粒的粒度变小；溶剂的种类也很重要，一般采用抗潮性好的溶剂，这样可以在保证材料性能的前提下提高制备效率；此外，聚合反应温度越高，反应时间就越短，但也会破坏聚氨酯树脂的分子链，从而减少材料的性能；搅拌越彻底，含氟水性聚氨酯的性能也越好，这是因为有效的搅拌可以使分子间的作用力更加明显。
最后，含氟水性聚氨酯除了具有优越的物理性能外，其化学性能也是非常优异的。
其中，含氟水性聚氨酯的耐污性能十分出色，可以有效抵抗腐蚀性流体的侵蚀；此外，它还具有优良的耐温性，可以有效耐受高温环境；而且，它还具有高的机械强度，可以提高材料的耐磨性和抗渗透性。
综上所述，含氟水性聚氨酯是一种具有特殊性能的材料，从制备和性能方面对其都有着深入的研究，它的研究和应用对于改善后现代工业的制造效率具有重要的意义，同时也是一个有重要科学意义的课题，值得深入挖掘。
含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究随着科学技术的进步，聚氨酯作为一种新型的高分子材料，在现代社会中越来越受到重视。
含有氟组分的聚氨酯，称为氟聚氨酯，是一种特殊的高分子材料，具有优良的耐热性、耐腐蚀性、抗紫外线性、抗污性、低燃烧性和环保性等特点，广泛应用于高温环境、水洗场所和液体等领域。
由于这种材料的优良性能，含氟水性聚氨酯也受到越来越多的关注。
含氟水性聚氨酯主要由重聚物、氟化剂和结构性组分构成，其制备需经历多个步骤，包括：重聚物的处理和准备、氟化剂的处理和准备、调节剂的处理和准备、水性含氟聚氨酯的制备和成型。
首先，进行重聚物的处理和准备。
需要选择合适的原料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等，并用夹具调节均匀的原料片，然后用钳子将原料片夹紧，然后在连接夹具和混合机之间连接输送管；同时准备氟化剂，如氟甲烷、芳烃氟化剂、氟氯丙烷等。
然后将准备好的重聚物和氟化剂放入混合机中，并在60℃～160℃之间进行混合，混合完成后取出成品，进行冷却，完成重聚物的处理和准备。
其次，进行氟化剂的处理和准备，氟化剂是氟聚氨酯高分子材料的关键组分，需要进行适当的处理和准备，如果氟化剂的粒度太大，要将氟化剂研磨成粉状，使其粒度符合要求，然后向混合机添加，混合完成后可用于制备含氟水性聚氨酯。
然后是调节剂的处理和准备。
这些调节剂主要是用于改善聚氨酯的性能，改善聚氨酯的流变性和抗紫外线性，其添加量一般为1～10%，可根据实际的需要进行选择，并用混合机混合，得到最终的混合物。
最后，是含氟水性聚氨酯的制备和成型。
将上述准备好的重聚物、氟化剂和调节剂添加到混合机中，在恰当的温度范围内加热，搅拌剂速度要有规律变化，搅拌时间要选择合适，搅拌完成后，将混合物取出，加入适量的水和用于成型的结构性组分，用高压注模机对其进行成型，并经过冷却，最终得到含氟水性聚氨酯制品或管材。
以上就是含氟水性聚氨酯的制备过程，它需要进行多步骤处理，准备工作要认真扎实，否则可能会造成材料的腐蚀和不良的性能，影响制品的质量。
得分：_______ 南京林业大学研究生课程论文2013 ～2014 学年第一学期课程号：23414课程名称：高分子物理与化学论文题目：含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展学科专业：材料学学号：*************任课教师：***二○一三年十二月含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展王礼建（南京林业大学木材工业学院，江苏南京210037）摘要：含氟聚氨酯综合了聚氨酯和合氟聚合物的优点，如具有极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性、优良耐磨性，低表面能和高耐候性等。
因此，对含氟聚氨酯的研究成为近年来的研究热点。
本文综述了合氟聚氨酯的合成、性能及应用研究发展状况，并对今后的研究发展进行了展望。
关键字：聚氨酯；含氟聚氨酯；合成；性能Research Development of synthesis and application for fluorine-containing polyurethaneWANG Li-jian(College of Wood Science and Technology, Nanjing Forestry University, 210037 Nanjing, China) Abstract:Fluorine-containing polyurethane combines the advantages of polyurethane and fluoropolymer, such as it has excellent resistance to UV and nuclear radiation, flexibility, excellent abrasion resistance, low surface energy and high weatherability, etc. Therefore, the study of fluorine-containing polyurethane become a research hotspot in recent years. This paper summarizes the Combined polyurethane synthetic fluoride, properties and applications of research and development, and for future research and development are also discussed.Key words: Polyurethane; fluorinated polyurethane; synthesis; performance聚氨酯(PU)材料因其独特的可自由调节的软硬段结构，在弹性体、纤维、涂料和黏接剂领域已有普遍的应用。
含氟聚氨酯的制备与性能本文以六氟环氧丙烷为原料,在氟化铯为催化剂的条件下采用阴离子聚合法对其进行了齐聚反应,得到了结构明确的含有酰氟端基的六氟环氧丙烷齐聚物。
使用IR、19F-NMR对六氟环氧丙烷齐聚物的结构进行了表征。
分别以二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚为溶剂,以CsF为催化剂,在不同温度下对六氟环氧丙烷进行了阴离子聚合反应。
并制备了不同聚合度的含有酰氟端基的六氟环氧丙烷齐聚物。
实验研究了溶剂、温度和六氟环氧丙烷的纯度对六氟环氧丙烷阴离子聚合反应的影响。
得出了在用四乙二醇二甲醚作溶剂,聚合温度在-30℃,六氟环氧丙烷的纯度越高的条件下可以得到聚合度较高的含有酰氟端基的六氟环氧丙烷齐聚物。
六氟环氧丙烷齐聚物末端的酰氟基团,具有很高的化学反应活性,于是利用氢化铝锂与六氟环氧丙烷齐聚物进行还原反应,得到了全氟聚醚醇。
然后以全氟聚醚醇为原料,以四丁基溴化铵为相转移催化剂,与环氧氯丙烷反应,制备了全氟聚醚甲基环氧乙烷。
最后以全氟聚醚甲基环氧乙烷为原料,在高氯酸存在条件下制备了全氟聚醚丙烷1,2-二元醇。
采用IR、NMR对各步产物进行了表征,确定了其结构。
本文采用乙二醇单十二氟庚醚为原料,与环氧氯丙烷反应得到乙二醇单十二氟庚醚甲基环氧乙烷。
然后乙二醇单十二氟庚醚甲基环氧乙烷在高氯酸存在的条件下进行开环反应得到乙二醇单十二氟庚醚1,2-二元醇。
采用IR、NMR对各步产物进行了表征,确定了其结构。
含氟聚合物具有独特的含氟链段所具备的性能,本文以端羟基聚丁二烯为主链段,异氰酸酯选用TDI,分别用乙二醇单十二氟庚醚1,2-二元醇和全氟聚醚丙烷1,2-二元醇作为扩链剂制备了FPU1和FPU2型含氟聚氨酯,并用1,4-丁二醇作为不含氟的扩链剂制备了HTPB-BDO型聚氨酯。
用IR对HTPB-BDO、FPU1和FPU2型聚氨酯进行表征,确定了乙二醇单十二氟庚醚1,2-二元醇和全氟聚醚丙烷1,2-二元醇参与反应并引入到聚氨酯当中。
含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究近年来，随着环境问题的激烈关注，研究含氟水性聚氨酯（FP-Pu）的发展前景越来越广阔。
含氟水性聚氨酯具有出色的耐污染性、良好的流变性能、良好的耐冲洗性能和良好的延展性能等优点，被广泛应用于电子、建筑、服装、日用品等领域。
因此，对氟水溶性聚氨酯的合成方法、性能研究及应用非常重要。
一、含氟水性聚氨酯的合成方法1．多结合点聚氨酯法多结合点聚氨酯（MPC）法是制备氟水性聚氨酯的常见合成方法。
其成聚原理是将氟/氯/氟和烯烃类聚合物以聚合反应的方式结合在一起，形成多结合点的聚氨酯分子。
2．直接聚合反应法直接聚合反应法是利用氟/氯/氟和卤素以及烯烃类单体制备氟水溶性聚氨酯的方法。
该法的原理是，利用氟/氯/氟和卤素共同作用，将烯烃单体在溶液中快速聚合，形成一定结构的氟水溶性聚氨酯。
3．苯胺-乙烯醚法苯胺-乙烯醚法是利用苯胺和乙烯醚来制备氟水溶性聚氨酯的方法。
该法的原理是，将苯胺和乙烯醚在溶剂中进行反应形成氟水可溶性的醚类聚合物，进而形成氟水溶性聚氨酯分子。
二、含氟水性聚氨酯的性能研究1．耐污染性含氟水性聚氨酯具有出色的耐污染性，其耐污染性比传统聚氨酯要好得多，由于它在水溶性中含有氟，所以可以有效抵抗污染物的侵蚀，从而提高耐污染性。
2．流变性能含氟水性聚氨酯具有良好的流变性能，其表面粘度、粘弹性、拉伸性等物理特性相对较低，可以使材料更容易在表面的滑动、冲刷和伸展等过程中发挥良好的作用，从而提高其性能。
3．耐冲洗性能含氟水性聚氨酯具有良好的耐冲洗性能，它可以有效抵抗酸、碱、盐类溶液的侵蚀，包括各种酸类、碱性和碳化物溶剂的侵蚀。
此外，由于含有氟，含氟水性聚氨酯具有抗水洗、抗污染和腐蚀的特性，具有抗酸碱洗涤的能力，从而提高其耐冲洗性能。
4．延展性能含氟水性聚氨酯具有良好的延展性能，其延展性比传统的聚氨酯材料要高出许多。
其延展性可以防止材料在压缩、伸长、冻结和挤压等过程中发生破裂，使其应用范围更加广泛。
