Page 14 - 涂料工业2024年第02期电子刊

王烁天等：氟硅缩水甘油醚环氧单体的合成与性能研究

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δ δ δ δ

（a）—核磁氢谱 （b）—核磁碳谱 （c）—核磁氟谱 （d）—核磁硅谱
图1 FSi-GE 的核磁共振波谱
Fig. 1 NMR spectra of FSi-GE

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?

探 ? ? ? 环氧基团转化率/%

索

开

发
-1
波数/cm

辐照时间/s
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图2 FSi-GE 和FSi-H的红外光谱 ? ?
Fig. 2 FT-IR spectra of FSi-GE and FSi-H 图3 E4221/VOH/FSi-GE光聚合体系的聚合动力学曲线
−9. 79处为—Si—（CH）—O—基团上的 Si，化学位移 Fig. 3 Polymerization kinetic curves of E4221/VOH/FSi-GE system
2 3
团最终转化率都有所增加。
−23. 00处为重复单元上的 Si。
另外，从图 2 中 FSi-GE 的红外光谱可以看出， 2. 3 FSi-GE体系的光固化膜的水接触角
图4为不同FSi-GE含量的固化膜的水接触角。
-1
Si—H 对应的 2 130 cm 处的峰消失，这证明 FSi-H
-1
与 VOH 之间的硅氢加成反应完全。此外，1 259 cm
处出现了 Si—CH 的吸收峰 ，1 204 cm -1 处为
3

Si—CH CH CF 的吸收峰，1 058 cm 为 Si—O—Si 吸
-1
2 2 3
收峰。上述谱图信息证明 FSi-GE被成功合成。 （°）
2. 2 FSi-GE体系的光聚合动力学研究 水接触角/
E4221/VOH/FSi-GE 光聚合体系的聚合动力学
曲线如图3所示。
从图 3 可以看出，随着辐照时间的增加，体系中

环氧基团的转化率都在不断增加。与 FSi-GE-0% 空
白体系相比，添加 FSi-GE 后体系的环氧基团转化率 图4 含FSi-GE固化膜的水接触角
明显上升；当 FSi-GE 的添加量由 0 增加到 3%，环氧 Fig. 4 Water contact angles of UV-cured films with FSi-GE
基团的最终转化率从 60. 6% 一直上升到 76. 5%。这 从图 4 可以发现，空白样 FSi-GE-0% 的水接触
是由于氟的电负性较大，氟原子的存在使得分子的 角只有 56. 9°，随着 0. 5% 的 FSi-GE 的加入，固化膜
极性相应增大，分子链之间产生相互排斥作用，从而 表面的水接触角迅速增至 104. 6°。而后，随 FSi-GE
降低了单体分子链间缠绕程度，环氧基团的运动空 添加量的进一步增加，接触角随之降低，但仍在 90°
间变大 [11-12] ，因此随着 FSi-GE 添加量的增加，环氧基 以上。这些结果说明通过添加 FSi-GE单体可以明显

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