丙烯酸六氟丁酯的合成与应用研究

简述

丙烯酸六氟丁酯（2,2,3,4,4,4-Hexafluorobutyl acrylate）是一种分子式为C₇H₆F₆O₂，分子量为236.1118的化学物质，常表现为无色液体，具有一定刺激性，相对密度比水大，约为1.389。其他物性数据包括：沸点：40-43 ℃ (8 MMHG)；闪点：140 ºF；折射率：1.352。

氟化聚合物具有卓越的稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，将氟引入聚氨酯，既可保持聚氨酯原有的特性，又赋予其卓越的耐候性，耐化学介质性，较高的使用温度，非粘结性，抗污染性和低摩擦性。端基带双键聚氨酯大分子单体与丙烯酸六氟丁酯共聚是制备相应氟化聚氨酯的重要方法[1]。

合成方法

酯类合成领域报道相应的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，步骤如下：将六氟丁醇，丙烯酸，阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热至90-110℃进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。该方法不仅有效解决了反应中需要大量的溶剂的问题，反应过程中能有效避免出现聚合现象，且反应完成后无废酸产生。采用微波加热时，能够明显提高固体酸催化剂的催化效率，使得反应快速完成[2]。

应用研究

采用含氟单体丙烯酸六氟丁酯，在引发剂过硫酸钾作用下对蚕丝进行接枝改性，研究单体和引发剂用量，改性温度和时间以及改性pH值等对蚕丝接枝率的影响。采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对接枝改性的蚕丝进行表征，并测试整理后蚕丝织物的物理机械性能及拒水性。结果表明，丙烯酸六氟丁酯对蚕丝接枝的优化工艺参数为：单体质量分数150%(omf)，引发剂质量分数1%(owm)，pH值3，反应时间120 min，反应温度75℃。接枝改性对蚕丝织物的白度，黄度，断裂强力和透气性影响较小，而表面张力下降明显，拒水性明显提高[3]。

合成具有两亲性结构的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂，在RAFT试剂的作用下，通过无皂乳液聚合方法合成丙烯酸六氟丁酯与苯乙烯的共聚物。实验研究RAFT试剂浓度和聚合温度对聚合动力学，聚合反应可控性及乳胶粒粒径的影响。通过红外光谱(FTIR)，核磁共振谱(1H NMR)，示差扫描量热仪(DSC)，凝胶渗透色谱仪(GPC)及表面张力仪表征共聚物的结构，玻璃化转变温度(Tg)，分子量和分子量分布及乳胶膜表面性能。结果表明，得到的苯乙烯和丙烯酸六氟丁酯共聚物无皂乳液的乳胶粒粒径在100 nm左右且呈单分散分布。当RAFT试剂浓度高于0.016 mol/L时聚合体系有较好的可控性，共聚物乳液的乳胶膜对水和二碘甲烷的接触角都很高[4]。

参考文献

[1]姜敏,丁小斌,郑朝晖,等.聚氨酯大分子单体与丙烯酸六氟丁酯共聚合动力学研究[C]//2005年全国高分子学术论文报告会.0.

[2]刘超,周孟博,张郭.丙烯酸六氟丁酯的制备方法:CN202010110333.5[P].CN111217703A.

[3]张俊,杭伟明,陈国强.蚕丝的丙烯酸六氟丁酯接枝改性及拒水性能[J].印染, 2012, 38(24):5.DOI:10.3969/j.issn.1000-4017.2012.24.002.

[4]陈艳军,周辉,罗文,等.两亲性RAFT试剂存在下丙烯酸六氟丁酯和苯乙烯的无皂乳液聚合[J].高等学校化学学报, 2011, 32(1):6.DOI:CNKI:SUN:GDXH.0.2011-01-035.