二級結(jié)構(gòu)工程師考試：自裝型氟碳涂料

　　自組裝 (self -assembly) 氟碳涂料

　　自組裝技術(shù)是將長鏈化合物或聚合物分子通過固 ― 液界面間化學(xué)反應(yīng)或附著，分子鏈上的不同極性的基團(tuán)不時(shí)變換位置，在表面上形成自組裝單分子層或多層膜，利用不同末端基的活性劑在固體表面上的成膜，可改變表面性質(zhì)。

    低分子化合物分子與分子之間通過范德華力或靜電力連接，對表面改性的端基在表面取向，形成緊密的二維有序自組裝膜。如胺丙基 ― 三甲氧基硅烷和全氟辛酰氯的化學(xué)反應(yīng)在玻璃基材上制備全氟辛酰胺丙基 ― 三甲氧基硅烷自組裝膜。胺丙基 ― 三甲氧基硅烷分子中含有可水解的活性基團(tuán)，通過化學(xué)鍵 Si ― O 與具有活性基團(tuán) Si ― OH 的玻璃基材相結(jié)合，另一端的 ― NH 2 與全氟辛酰氯反應(yīng)，制備出全氟烷基在表面取向的具有極低表面能的自組裝膜。

    近年人們將該技術(shù)用于高分子的氟碳涂料的研究。美國道化學(xué)公司的 Schmidt 及其合作者開發(fā)出的一種水性防污涂料，采用聚 2- 異丙烯基 -2- 唑啉交聯(lián)聚全氟烷基表面活性劑而得。含氟表面活性劑在水介質(zhì)中氣 - 液介面上自動組裝，在失去溶劑及或加熱的條件下，聚 2- 異丙烯基 -2- 唑啉與表面活性劑聚合形成共價(jià)交聯(lián)，從而失去離子電荷，CF 3 端基在表面緊密排列并取向。

    由于涂料交聯(lián)密度高，取向的含氟端基嚴(yán)格固定，可以抵抗污損生物粘附分子的滲透，同時(shí)由于低表面能的優(yōu)點(diǎn)，涂層與粘附物之間的粘附界面不牢，形成分明的、易脫離的界面，通過高壓水沖洗即可清除。資料表明，這種自組裝型的涂膜防止海洋生物附著比目前的其他氟涂料更為有效。

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