复旦大学陈茂课题组Angew:超高分子量替换结构含氟共聚物助力开展高功能涂层

发表时间: 2023-12-28 21:31:24 发布者:新闻中心

  含氟聚合物具有优异才能的化学稳定性、耐热性、低外表能、低折光指数与杰出的耐候性等特色,作为涂层资料被很多用于航天航空、化工、修建、医疗、半导体等范畴。在很多含氟聚合物涂猜中,氟代烯烃与共聚单体成替换序列结构散布,例如Lumiflon ® 与Zeffle ® 涂料。替换结构含氟共聚物不仅能坚持氟碳链的优异理化功能,还有助于提高资料的加工性、粘附性等方面。但是,替换结构含氟共聚物常常会表现出低玻璃化转变温度( T g )和低机械强度的特色,例如Lumiflon ® 的 T g 低于室温,导致在实践使用中需通往后润饰进行化学交联以满意实践使用需求。

  近来,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的陈茂(PolyMao)课题组开发了一种含氟马来酰亚胺与乙烯基单体的光催化活性/可控自由基共聚办法(图1),对超高分子量含氟替换共聚物的分子量(分子量大于100万克/摩尔)及其散布、化学组成等方面完成了定制化调控。

  经过该办法组成的超高分子量含氟共聚物具有热塑性,玻璃化温度提高至130 ºC以上,在酸性(pH = 1)、碱性(pH = 14)水溶液中浸泡2个月后表现出未显着改动的疏水功能。研讨团队使用该组成办法制备了超高分子量的功能性三元替换含氟共聚物(图2 A),该共聚物资料在金属外表(例如铝)的粘附性强,为其供给了杰出的耐酸碱才能,有望用于提高生动金属的耐腐的才能。如图所示,将左半部分带有共聚物涂层的铝片放入碱性(图2 B)和酸性(图2 C)水溶液后,无共聚物的右侧产生了很多气泡,铝片遭到严峻腐蚀,而涂有共聚物的左边并未显着呈现气泡,阐明腐蚀得到按捺。经过与纳米颗粒简略复合,资料可以成功完成超疏水性,如图2 D所示,未经处理的滤纸呈亲水性(右侧),涂有共聚物P7的滤纸呈疏水性(中心),涂有复合资料P7@SiO2的滤纸呈超疏水性(左边)。

  分子模拟实验依据成果得出(图1),在该类型的替换结构含氟共聚物中,极性的酚羟基倾向于附着在金属基底上,而氟烷基链趋向于在涂层顶部构成含氟保护层,提醒了该共聚物可以一起兼具疏水性与粘附性的原因,为了解含氟聚合物涂料的“结构-描摹-功能”联络供给了新思路。

  图2. A) 超高分子量三元含氟替换共聚物结构图。涂有(左)与未涂(右)三元共聚物的铝片别离浸入B) pH = 14(亚甲基蓝染色)和C) pH = 1(罗丹明B染色)的水溶液中。D) 左、中、右别离为涂有P7@SiO2、涂有P7以及未处理的滤纸,赤色液滴为罗丹明B染色的水溶液。

  复旦大学高分子科学系博士研讨生周诚达为文章榜首作者,复旦大学高分子科学系陈茂教授为通讯作者。作者特别感谢国家自然科学基金、上海市科委、复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的大力支持。

  欢迎对课题组研讨方向感兴趣的同学进行联络,咨询参加课题组的时机(包含夏令营学生、硕士、博士、博士后)。联络方式:/p>

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