一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610962198.0

申请日:

2016.10.28

公开号:

CN106554446A

公开日:

2017.04.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 120/22申请日:20161028|||公开

IPC分类号:

C08F120/22; C08F2/48; C08F2/38; C08F2/16; C09D133/16; C09D5/08

主分类号:

C08F120/22

申请人:

佛山科学技术学院

发明人:

余明光; 王青; 陈尚贤; 陈奕鸿; 卢敏仪; 林滨滨; 左思雅

地址:

528231 广东省佛山市禅城区江湾一路18号

优先权:

专利代理机构:

广州市红荔专利代理有限公司 44214

代理人:

吝秀梅;李彦孚

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内容摘要

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:在单口烧瓶中加入功能单体、RAFT试剂、引发剂、有机溶剂并搅拌溶解后,将单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度为65‑90℃的油浴锅反应2h;本发明以乙醇/水混合溶液为反应介质,采用光RAFT分散聚合方法,一步、快速、低温地制备含氟聚合物微球。该制备方法简单,反应速度很快,只需半小时就能达到90%以上的单体转化率,实现了一种快速、绿色环保、节能的含氟微球制备新方法,制备的含氟聚合物微球具有良好的单分散性;含氟微球因其低的表面能和耐腐蚀性,有利于微球快速迁移到涂层表面,使得涂层表面具有良好的疏水性和耐腐蚀性。

权利要求书

1.一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)、在单口烧瓶中加入功能单体、RAFT试剂、引发剂、有机溶剂并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后用橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温
度为65-90℃的油浴锅中反应1h-4h;
2)、在油浴锅中反应完成后,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通
过冰乙醚沉淀,再用四氢呋喃(THF)溶解,重复沉淀/溶解3次后;在室温、真空条件下干燥得
到黄色的大分子RAFT试剂;
3)、在反应瓶中加入乙醇/水的混合溶液,并将大分子RAFT试剂、含氟聚合单体和光引
发剂加入反应瓶中混合溶解;
4)、充分溶解后向反应瓶中通入氮气10-18min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶
置于温度为0-90℃、光强为0.2~100mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1-
24h,得到白色乳液;
5)、将得到的白色乳液在转速为6000-12000转/min下离心2-10min;
6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微球。
2.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤1)中,所述功能单体为丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸(AA)、甲
基丙烯酸、丙烯酰吗啉(ACMO)、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶(P4VP)、甲氧基聚乙二醇丙
烯酸酯(OEGA)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙
烯酰胺、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEA)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯
酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯
酸异辛酯中的一种或几种的混合或上述单体的一种或多种的共聚物的混合。
3.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤1)中,所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN),偶氮二异庚腈,过氧化苯甲酰,叔丁基过氧
化氢,过氧化苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤1)中,所述有机溶剂为无水二氧六环。
5.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤1)中,所述RAFT试剂为二硫代甲酸酯或三硫代甲酸酯类化合物,其化学结构式(I)为:

其中,R,R1,R2为离去基团,Z为活化基团,含羧基的三硫代甲酸酯RAFT试剂(RDMAT)的
结构式如下式(II)所示:

其中,R为含1~16个碳原子的烷烃,即饱和链烃,R基团为乙基(相对应地,所述含羧基
的RAFT试剂简称EDMAT)、辛基(相对应地,所述含羧基的RAFT试剂简称ODMAT)或十二烷基
(相对应地,所述含羧基的RAFT试剂简称DDMAT)。
6.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤1)中,加入的功能单体与RAFT试剂的摩尔浓度比为100:1-500:1、加入的RAFT试剂与引
发剂的摩尔浓度比为20:1-2:1。
7.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤4)中,所述含氟聚合单体为2,2,3,4,4,4,-六氟丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚
酯、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、3-(全氟-5-甲基乙基)-
2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟己基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟癸基
甲基丙烯酸酯、十二氟庚基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯(PFEA)、全氟十二烷基乙基丙
烯酸酯、全氟烷基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,
3-六氟异丙基丙烯酸酯、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟十二烷乙基甲基丙烯酸酯、1,
1,2,2-四氢全氟十二烷基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)中的一种或几种的
混合。
8.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤4)中,所述光引发剂为2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1、1-羟基-环己基
苯酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1、2,4,6-三甲
基苯甲酰二苯基氧化膦、双苯甲酰基苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-甲巯基苯基]-2-吗啉丙酮-
1中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于:
步骤4)中,加入的所述乙醇/水混合溶液中,乙醇与水的质量份数比例为60:40~100:0。
10.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在
于:步骤4)中,加入的含氟聚合单体的质量份数为所述乙醇/水混合溶液质量份数的5-
20%、大分子RAFT试剂的质量份数为含氟聚合单体质量份数的0.2-20%、光引发剂的质量
份数为含氟聚合单体质量份数的0.5~15%。
11.根据权利要求1所述的一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在
于:步骤5)中,所述引发光源为中压汞灯、紫外光无极灯、金属卤素灯或UV-LED光源中的任
一种。

说明书

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚合物微球的合成领域,尤其是一种多功能性含氟聚合物微球的
快速制备方法。

背景技术

聚合物微球是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他类球形几何体的高分
子材料或高分子复合材料。聚合物微球因其特殊尺寸和特殊结构而广泛应用于涂料油墨、
电子信息、色谱层析、生物医药、微反应器、能源化工等领域。

聚合物微球可通过乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合、
悬浮聚合和沉淀聚合等聚合手段合成得到。其中,分散聚合法因其可以制备粒径范围为纳
米级到微米级(0.1~15μm)的单分散聚合物微球而成为制备单分散性聚合物微球的一种常
用制备方法。对于含氟聚合物微球而言,因其含氟单体本身的特殊性而难以制备,而且制备
的含氟微球的粒径分布范围很宽,很难合成单分散性的含氟聚合物微球。

专利201310047973.6,公开了一种含氟聚合物微球。该方法是以液态二氧化碳作
为反应介质,以含氟和叔胺基团的RAFT大分子链为稳定剂,采用光分散聚合的方法制备表
面含氟的丙烯酸酯类或者甲基丙烯酸之类的聚合物微球。该方法需要使用超临界二氧化碳
技术作为反应介质,需要在30~70bar的高压反应釜中进行反应,对设备要求高,操作需要
高压环境,步骤繁琐。而且制备的含氟微球的粒径分布很宽,单分散性较差。

专利CN201310680476.X公开了一种多功能性含氟微球及其制备方法与应用,该专
利是以巯基硅烷偶联剂处理的无机微球为核,将亲水性单体、含环氧基团的双键单体、含氟
单体接枝在无机微球表面制备得多功能聚合物改性的含氟微球。该方法需要对无机粒子表
面进行一系列的处理,步骤繁琐而限制了其大规模产业化。

近些年来,将光引发自由基聚合方法引入到分散聚合体系,开发出了一种快速、低
温的光引发分散聚合来制备聚合物微球(Journal of Polymer Science Part A:Polymer
Chemistry,2008,46(4):1329-1338),同时在光分散聚合体系中加入可逆加成-断裂链转移
剂(RAFT)构成光引发RAFT分散聚合体(Macromolecules,2012,45(21):8790-8795),可以获
得单分散性的聚合物微球,且聚合反应速度很快,在30min内单体转化率就可以达到90%以
上。但目前合成的单分散性的微球仅限于丙烯酸酯类或者甲基丙烯酸酯类的单体,对于单
分散性的含氟微球,目前仍是一个比较大的挑战。

因此,开发一种简单、快速、绿色环保的方法制备一种单分散性的多功能含氟微
球,称为现代涂料、生物医药等领域日益增长的需求。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方
法,该方法首先合成了聚合物链末端含有可逆加成-断裂链转移剂(RAFT)活性基团的亲溶
剂性大分子RAFT试剂,并以此为稳定分散剂,在紫外光照射下进行光RAFT分散聚合而制得。
本发明的含氟聚合物微球可以通过大分子RAFT试剂的化学结构的变化以及反应介质中醇
水质量比的变化,即可得到微球的粒径在纳米级和微米级间变化;可在微球表面引入多种
功能基团;而且聚合反应速度很快,单体转化率在90%以上。

本发明的技术方案为:一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在
于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入功能单体、RAFT试剂、引发剂、有机溶剂并搅拌溶解后,将单
口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后用橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放
入温度为65-90℃的油浴锅中反应1h-4h;

2)、在油浴锅中反应完成后,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然
后通过冰乙醚沉淀,再用四氢呋喃(THF)溶解,重复沉淀/溶解循环3次后;在室温、真空条件
下干燥得到黄色的大分子RAFT试剂;

3)、在反应瓶中加入乙醇/水的混合溶液,并将大分子RAFT试剂、含氟聚合单体和
光引发剂加入反应瓶中混合溶解;

4)、充分溶解后向反应瓶中通入氮气10-18min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反
应瓶置于反应温度为0-90℃、光强为0.2~100mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射
反应1-24h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为6000-12000转/min下离心2-10min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

上述技术方案中,步骤1)中,所述功能单体为丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟
乙酯(HEA)、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰吗啉(ACMO)、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶
(P4VP)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(OEGA)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、异丙
基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEA)、甲基丙烯酸N,N-
二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸
异丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种的混合或上述单体的一种或多种的
共聚物的混合。

上述技术方案中,步骤1)中,所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN),偶氮二异庚腈,
过氧化苯甲酰,叔丁基过氧化氢,过氧化苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种
或几种的混合。

上述技术方案中,步骤1)中,所述有机溶剂为无水二氧六环。

上述技术方案中,步骤1)中,所述RAFT试剂为二硫代甲酸酯或三硫代甲酸酯类化
合物,其化学结构式(I)为:


其中,R,R1,R2为离去基团,Z为活化基团,优选地,含羧基的三硫代甲酸酯RAFT试
剂(RDMAT)的结构式如下式(II)所示:


其中,R为含1~16个碳原子的烷烃,即饱和链烃,优选地,R基团为乙基(相对应地,
所述含羧基的RAFT试剂简称EDMAT)、辛基(相对应地,所述含羧基的RAFT试剂简称ODMAT)或
十二烷基(相对应地,所述含羧基的RAFT试剂简称DDMAT)。

上述技术方案中,步骤1)中,加入的功能单体与RAFT试剂的摩尔浓度比为100:1-
500:1、加入的RAFT试剂与引发剂的摩尔浓度比为20:1-2:1。

上述技术方案中,步骤4)中,所述含氟聚合单体为2,2,3,4,4,4,-六氟丁基丙烯酸
酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、
3-(全氟-5-甲基乙基)-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟己基甲基丙烯酸酯、
1,1,2,2-四氢全氟癸基甲基丙烯酸酯、十二氟庚基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯
(PFEA)、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基丙基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙
基甲基丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟
十二烷乙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟十二烷基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙
酯(TFEMA)中的一种或几种。

上述技术方案中,步骤4)中,所述光引发剂为2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯
基)-丁酮-1、1-羟基-环己基苯酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-2-甲
基-1-苯基丙酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、双苯甲酰基苯基氧化膦、2-甲基-1-
[4-甲巯基苯基]-2-吗啉丙酮-1中的任意一种,

优选地,所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1、1-羟基-环己基苯酮、2,
4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、双苯甲酰基苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-甲巯基苯基]-2-
吗啉丙酮-1或2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1中的任意一种。

上述技术方案中,步骤4)中,加入的所述乙醇/水混合溶液中,乙醇与水的质量份
数比例为60:40~100:0。

上述技术方案中,步骤4)中,加入的含氟聚合单体的质量份数为所述乙醇/水混合
溶液质量份数的5-20%、大分子RAFT试剂的质量份数为含氟聚合单体质量份数的0.2-
20%、光引发剂的质量份数为含氟聚合单体质量份数的0.5~15%。

上述技术方案中,步骤5)中,所述引发光源为中压汞灯、紫外光无极灯、金属卤素
灯或UV-LED光源中的任一种。

含氟聚合物微球表面的功能基团包含:羧基、羟基、环氧基、异氰酸酯基、胺基、吡
啶基、不饱和双键、巯基。

所述制备的含氟聚合物微球,其粒径变化范围为0.1-1微米。

本发明的有益效果为:

(1)本发明以乙醇/水混合溶液为反应介质,采用光RAFT分散聚合方法,一步、快
速、低温地制备含氟聚合物微球。该制备方法简单,反应速度很快,只需半小时就能达到
90%以上的单体转化率,实现了一种快速、绿色环保、节能的含氟微球制备新方法。

(2)本发明制备的含氟聚合物微球具有良好的单分散性;含氟微球因其低的表面
能和耐腐蚀性,有利于微球快速迁移到涂层表面,使得涂层表面具有良好的疏水性和耐腐
蚀性。

(3)本发明制备的含氟聚合物微球,其表面多种功能基团可通过调节大分子RAFT
试剂的化学组成而得到,此方法简单易行,提供了一种简便的含氟聚合物微球表面功能化
的新方法。

(4)本发明制备的多功能性含氟聚合物微球,其粒径可在纳米级和微米级间变化,
可以根据实际需要,简单调节反应介质的质量比,就可以实现所需粒径,而且含氟聚合物微
球始终具有良好的单分散性。

附图说明

图1为实施例1制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图2为实施例2制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图3为实施例3制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图4为实施例4制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图5为实施例5制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图6为实施例6制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图7为实施例7制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图8为实施例8制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图9为实施例9制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图10为实施例10制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图11为实施例11制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图12为实施例12制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM);

图13为实施例13制备的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:

实施例1

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸(AA)、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅中反应2h;

2)、在油浴锅中反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴进行中猝灭反应,
然后通过冰乙醚沉淀,用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真空条件
下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.2g的PAA-DDMAT
大分子RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.10g光引发剂2-羟
基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图1为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例2

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入300mmol功能单体丙烯酸羟乙酯(HEA)、2mmol RAFT试剂
DDMAT、0.1mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将
单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放
入温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PHEA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.2g的PHEA-
DDMAT大分子RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.1g光引发剂
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图2为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例3

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入500mmol功能单体乙烯基吡啶(P4VP)、2mmol RAFT试剂
DDMAT、1mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单
口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入
温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的P4VP-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.1g的P4VP-
DDMAT大分子RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)和0.10g光引发
剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图3为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例4

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入300mmol功能单体丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEA)、
2mmol RAFT试剂DDMAT、0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并
搅拌溶解后,将单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后
将单口烧瓶放入温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PDMAEA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.1g的PDMAEA-
DDMAT大分子RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和0.10g光引
发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图4为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例5

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入200mmol功能单体甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(OEGA)、2mmol
RAFT试剂DDMAT、0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶
解后,将单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口
烧瓶放入温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物,得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的POEGA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.18g的POEGA-
DDMAT大分子RAFT试剂、0.9g的含氟聚合单体全氟辛基乙基丙烯酸酯(PFEA)和0.130g光引
发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图5为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例6

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体异丙基丙烯酰胺NIPAM、2mmol RAFT试剂
DDMAT、0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将
单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放
入温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物,得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PNIPAM-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.25g的PNIPAM-
DDMAT大分子RAFT试剂、1.5g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.20g光引发
剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图6为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例7

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入300mmol功能单体丙烯酰吗啉(ACMO)、2mmol RAFT试剂
DDMAT、0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将
单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放
入温度为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物,得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PACMO-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.5g的POEGA-
DDMAT大分子RAFT试剂、2.5g的含氟聚合单体甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)和0.30g光引发
剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图7为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例8

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.1mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,乙醚沉淀,如此沉淀/溶解循环3次后;
在室温、真空条件下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.8g的PAA-DDMAT
大分子RAFT试剂、5.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.70g光引发剂2-羟
基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图8为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例9

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.1mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,乙醚沉淀,如此沉淀/溶解循环3次后;
在室温、真空条件下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将1g的PAA-DDMAT大
分子RAFT试剂、6g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.80g光引发剂2-羟基-
2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清晰3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图9为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例10

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,乙醚沉淀,如此沉淀/溶解循环3次后;
在室温、真空条件下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将0.35g的PAA-
DDMAT大分子RAFT试剂、7.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和1.0g光引发剂
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图10为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例11

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(14.4g/3.6g)乙醇/水的混合溶液,并将1.8g的PAA-DDMAT
大分子RAFT试剂、9.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和1.35g光引发剂2-羟
基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图11为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例12

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的PAA-DDMAT大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(12.6g/5.4g)乙醇/水的混合溶液,并将0.2g的PAA-DDMAT
大分子RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.1g光引发剂2-羟
基-2-甲基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图12为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

实施例13

一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)、在单口烧瓶中加入400mmol功能单体丙烯酸AA、2mmol RAFT试剂DDMAT、
0.2mmol引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、340mmol有机溶剂二氧六环并搅拌溶解后,将单口烧
瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度
为70℃的油浴锅反应2h;

2)、反应完成,打开橡胶塞,将单口烧瓶置于冰水浴中猝灭反应,然后通过冰乙醚
沉淀聚合物、得到的聚合物再用四氢呋喃(THF)溶解,如此沉淀/溶解循环3次后;在室温、真
空条件下干燥得到黄色的大分子RAFT试剂,其反应化学结构式为:


3)、在反应瓶中加入18g(10.8g/7.2g)乙醇/水的混合溶液,并将0.2g的大分子
RAFT试剂、2.0g的含氟聚合单体甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和0.1g光引发剂2-羟基-2-甲
基-1-苯基丙酮-1加入反应瓶中混合溶解;

4)、向反应瓶中通入氮气15min后,用石英玻璃塞密封反应瓶,将反应瓶置于反应
温度为30℃、光强为30mW/cm2、辐射波长为365nm的引发光源下照射反应1h,得到白色乳液;

5)、将得到的白色乳液在转速为10000转/min条件下,离心3-5min;

6)、离心完成后,用乙醇/水混合溶液清洗3次,然后真空干燥得到含氟聚合物微
球。

图13为本实施例的含氟聚合物微球的扫描电镜图(SEM)。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例,在不脱离本
发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保
护的本发明范围内。

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一种多功能性含氟聚合物微球的快速制备方法,其特征在于,包括以下步骤:在单口烧瓶中加入功能单体、RAFT试剂、引发剂、有机溶剂并搅拌溶解后,将单口烧瓶放入冰水浴中并向单口烧瓶中通入氮气30min后橡胶塞密封,然后将单口烧瓶放入温度为6590的油浴锅反应2h;本发明以乙醇/水混合溶液为反应介质,采用光RAFT分散聚合方法,一步、快速、低温地制备含氟聚合物微球。该制备方法简单,反应速度很快,只需半小时就。

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