氟素脫模劑的合成方法
含氟烷基的合成是制作含氟脫模劑的關(guān)鍵,目前工業(yè)化生產(chǎn)含氟烷基的方法常見的有2種:調(diào)聚法和齊聚法。
1、調(diào)聚法
該方法是利用全氟烷基碘、低級(jí)醇等端基物(調(diào)聚劑)與不飽和含氟單體加聚反應(yīng)制得低聚合度的含氟烷基調(diào)節(jié)物 。1951年英國(guó)劍橋大學(xué)教授R · N · H aszeldine 等 首先發(fā)現(xiàn)三氟碘甲烷可與乙烯和四氟乙烯發(fā)生調(diào)聚反應(yīng)。隨后,美國(guó)杜邦公司以五氟碘乙烷為調(diào)聚劑與四氟乙烯在加熱加壓條件下進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng),制備出全氟烷基磺化物。該方法的反應(yīng)通式如下:
還有許多以其他物質(zhì)為端基物的調(diào)聚物,如含氧雜原子的端基物、5-碘-3-氧雜全氟戊碘酰氟及低級(jí)醇等,除四氟乙烯外,還有三氟氯乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯等調(diào)聚體,但其實(shí)用性比四氟乙烯(TFE)偏低 。 用調(diào)聚法生產(chǎn)含氟中間體有很多優(yōu)點(diǎn),反如應(yīng)轉(zhuǎn)化率較高,得到直鏈產(chǎn)物,表面活性高,但也有缺點(diǎn),如得到的產(chǎn)物是不同鏈長(zhǎng)化合物的混合物,且反應(yīng)需在加壓并有催化劑的存在下才能進(jìn)行。
2、齊聚法
該是在非質(zhì)子極性溶劑中氟烯烴被氟陰離子催化發(fā)生齊聚反應(yīng),生成低聚合度的全氟烯烴齊聚物。以齊聚法生產(chǎn)氟化物得單體主要有3種:四氟乙烯 、六氟丙烯 、六氟丙烯環(huán)氧 。
四氟乙烯法齊聚反應(yīng)可得到聚合度以4~6 為主的齊聚物,其中五聚體約占總物的65%左右。 與其他方法生成的聚四氟乙烯不同,齊聚法得到的產(chǎn)物都是高度支鏈化的,使其相應(yīng)的氟化物表面活性比直鏈的差。四氟乙烯五聚體在堿性介質(zhì)中與親核試劑發(fā)生取代反應(yīng),可制備一系列氟素脫模劑。
六氟丙烯在非質(zhì)子極性溶劑中齊聚反應(yīng)可得到的產(chǎn)物是以二聚體和三聚體為主。六氟丙烯齊聚物在非質(zhì)子極性溶劑中容易與親核試劑發(fā)生取代反應(yīng),可以引進(jìn)功能性單體和親水性基團(tuán)制成氟表面活性劑,再與其他輔助材料復(fù)配,即可制備含氟脫模劑。
在氟陰離子催化作用下,六氟丙烯環(huán)氧發(fā)生齊聚反應(yīng)生成聚合度為2~6的齊聚體。六氟丙烯環(huán)氧齊聚物因含有羧酸酰氟官能團(tuán),可發(fā)生水解、醇解等多種反應(yīng),很容易在分子結(jié)構(gòu)中引入各 種基團(tuán),進(jìn)一步合成各種含氟化合物,配制含氟脫模劑。
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