含氟硅聚芳醚树脂的合成及表面结构的构筑

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1、６３分类号：Ｏ１单位代码：１０１８３：２０研究生学号？１５３３２１８４密级：公开吉林大学硕士学位论文学术学位（）含氟硅聚芳醚树脂的合成及表面结构的构筑ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰｏｌｙ（ａｒｙｌｅｔｈｅｒ）ｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＦｌｕｏｒｏａｎｄＬｉｎｅａｒＯｒａｎｏｓｉｌｉｃｏｎｇ作者姓名：林新琦专业：高分子化学与物理研究方向：有机硅杂化高分子材料指导教师：牟建新教授培养单位：化学学院２０１８年６月含氟

2、硅聚芳醚树脂的合成及表面结构的构筑SynthesisandSurfaceStructureofPoly(arylether)scontainingFluoroandLinearOrganosilicon作者姓名：林新琦专业名称：高分子化学与物理指导教师：牟建新教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年5月30日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术

3、性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年５月＃曰中文摘要疏水材料作为一种重要的多功能材料，不仅在基础研究领域备受关注，其实际应用也越来越

4、广泛。由于其自清洁、耐玷污等生物仿生方面的特性，在化学成分的极性与非极性分离、油水分离、电池和燃料电池的应用、日用品包装、生物医学、电子设备的防潮涂层等领域被广泛应用。含氟高分子材料因其具有低表面活性、高化学稳定性、高热稳定性、疏水性和疏油性，在众多疏水材料中脱颖而出。其中全氟化聚芳醚材料不仅保证了聚合物中较高的氟含量，同时保证了良好的热力学性能。但是在实际应用中，含多氟的疏水材料通常具有较高的结晶性，所以加工性能较差，需要引入其他元素或官能团来提高材料的加工性能。线性聚二甲基硅氧烷（PDMS）是聚有机硅化合物

5、中使用最广泛的一种，其硅氧烷结构不仅赋予它较低的表面能，同时使其具有更好的耐热性、耐冲击性和加工性。将PDMS引入到多氟聚芳醚材料中去，既能保持含氟聚合物的“三高二疏”又兼具有机硅化合物的低表面自由能、耐热、耐寒、耐老化和易加工等特点。本文利用扩链反应和硅氢加成反应制备了一系列不同链长度的双酚PDMS单体，再通过两步法的亲核取代反应成功合成了一系列主链含不同链长度PDMS的氟化聚芳醚材料DFP-PDMS-P和三种主链含10个硅的PDMS不同链结构的氟化聚芳醚材料DFPX-PDMS-10。通过红外、氢核磁、氟核磁

6、和广角X射线衍射对聚合物的结构进行了表征，证明了所有聚合物都具有线性结构和无定型结构。同时对聚合物进行了溶解性、热性能和疏水性能测试，所有聚合物都具有良好的溶解性、疏水性能和热稳定性，对于聚合物DFP-PDMS-P来说，随着聚合物主链PDMS链长度的增加，其玻璃化转变温度由51.2℃降低至34.3℃，而其水接触角先由108°上升到112°（DFP-PDMS-10），再降低至102°。对于聚合物DFPX-PDMS-10来说，随着聚合物分子中官能团极性的增加，其玻璃化转变温度由45.3℃（DFP-PDMS-10）降

7、低到42.5℃（DFPK-PDMS-10），而且水接触角由112°降低到107°。此外,为了探究表面微观结构对材料疏水性能的影响，本文选用制备的三种聚合物利用旋涂法制备了一系列不同表面结构的聚合物材料和不同表面粗糙度I的聚合物材料。通过扫描电镜和和表面元素分析，聚合物成功覆盖在基材上，并且所有材料具有不同的表面微观结构。相同微观结构对三种聚合物的接触角提高程度和曲线的变化趋势基本一致，其中微米级阵列结构对接触角的提高最大可达141°。同一聚合物随着聚合物表面粗糙度的减小，聚合物表面接触角呈增加趋势，最大接触角达

8、到134°，其结果符合Cassie-Baster理论。关键词：含氟聚合物，线性有机硅氧烷，聚芳醚，热性能，疏水性能，溶解性IIAbstractHydrophobicmaterials,asanimportantmultifunctionalmaterial,haveattractedmuchattentionnotonlyinthebasicresearchfieldbutalsoin