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鍵,目前工業(yè)化生產含氟烷基的方法常見的有2種:調聚法和齊聚法。
1、調聚法
該方法是利用全氟烷基碘、低級醇等端基物(調聚劑)與不飽和含氟單體加聚反應制得低聚合度的含氟烷基調節(jié)物 。1951年英國劍橋大學教授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)生調聚反應。隨后,美國杜邦公司以五氟碘乙烷為調聚劑與四氟乙烯在加熱加壓條件下進行調聚反應,制備出全氟烷基磺化物。該方法的反應通式如下:
還有許多以其他物質為端基物的調聚物,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、偏氟乙烯等調聚體,但其實用性比四氟乙烯(TFE)偏低 。 用調聚法生產含氟中間體有很多優(yōu)點,反如應轉化率較高,得到直鏈產物,表面活性高,但也有缺點,如得到的產物是不同鏈長化合物的混合物,且反應需在加壓并有催化劑的存在下才能進行。
2、齊聚法
該是在非質子極性溶劑中氟烯烴被氟陰離子催化發(fā)生齊聚反應,生成低聚合度的全氟烯烴齊聚物。以齊聚法生產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,齊聚法得到的產物都是高度支鏈化的,使其相應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中與親核試劑發(fā)生取代反應,可制備一系列氟素脫模劑。
六氟丙烯在非質子極性溶劑中齊聚反應可得到的產物是以二聚體和三聚體為主。六氟丙烯齊聚物在非質子極性溶劑中容易與親核試劑發(fā)生取代反應,可以引進功能性單體和親水性基團制成氟表面活性劑,再與其他輔助材料復配,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,可發(fā)生水解、醇解等多種反應,很容易在分子結構中引入各 種基團,進一步合成各種含氟化合物,配制含氟脫模劑。
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