本文研究了三氟氯乙烯(CTFE)与烷基乙烯酯(VES)或烷基乙烯基醚(VE)的共聚合以及单体序列对耐久性的影响,VES/CTFE体系及VE/CTFE体系的活性比(r1、r2)由Fineman-Ross方法测得。共聚物的VES或VE中心三元分布由13C-NMR测定,并用于评估这些单体的交替共聚合的完整度,与VES/CTFE体系相比,在VE/CTFE体系中观察到几乎完全的交替序列。通过加速耐候试验研究了涂在铝板上的聚合物的耐候性,结果表明单体序列与聚合物的耐久性之间有密切关系。
0引言
由日本Asahi Glass公司于1982年开发的Lumiflon是三氟氯乙烯(CTFE)与多种特定的烷基乙烯基醚(PFEVE)形成的一种无定形的交替氟共聚物,单体间极佳的交替共聚合使最终的漆膜具有高性能,而烷基乙烯基醚单体(VE)的结合使聚合物具有涂装材料必需的各种重要性能,如溶解性、与颜料的相容性、交联活性、对底材的附着力和涂层的柔韧性等。PFEVE漆已在30 000多个项目中应用了15年。
氟聚合物的优异性能可以由列于表1中氟的某些基本原子性能简单作出解释,氟的高度离子化潜力及其低极性意味着非常弱的分子间相互作用、低表面能和低折射指数。当氟原子与碳原子键结合时氟的强电磁性产生吸电子诱导,这种键会被强烈极化为δ+C/Eδ-F,从而,在氟烯烃和乙烯基单体共聚物中,F影响邻接的C-H键,增加了C-H键离解能。由于F对C-H键的作用将缩短C-H键与F的距离,交变共聚对氟烯烃-乙烯基单体共聚物特性有显著的影响(图1)。

图1 F原子的电子转换导电对邻近C-H的影响
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近来,由几家厂家提供的在聚合物结构(PFEVES)中含烷基乙烯酯(VES)单元的氟共聚物可以用于油漆,单体活性比(r1、r2和r1r2)揭示了氟烯烃与VES的交替共聚相对氟烯烃与VE而言有点无序。实际上,在耐候试验中观察到了PFEVE的耐久性大大高于PFEVES的耐候性。
本研究的目的是区分PFEVE和PFEVES之间单体序列的差别,以及研究对耐候性的影响。CTFE/VE和CTFE/ VES体系的活性比由Fineman-Ross方法获得,共聚物的VE或VES-中心三元分布用13C-NMR来测试以评价交替共聚的完全性,而1H-NMR谱图由于其信号图案太复杂难以分析。在CVC(CTFE-乙烯基单体-CTFE)序列中心的乙烯基单体均受到CTFE的保护,可预期耐外力影响。

表1 原子物理性能
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表2 共聚合的单体-聚合物组分
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另一方面,在VVV(乙烯基单体-乙烯基单体-乙烯基单体)序列或VVC(乙烯基单体-乙烯基单体-CTFE)中的相应乙烯基单体则未受到CTFE的保护。