Page 96 - 《精细化工》2021年第3期

·516· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

2.4 FSWPU 胶膜力学性能分析
图 4 是不同 FIPDIT 含量 FSWPU 胶膜拉伸强度
和断裂伸长率。

图 6 FSWPU-0（a）和 FSWPU-5（b）胶膜水接触角
Fig. 6 Water contact angles of FSWPU-0 (a) and FSWPU-5 (b)
films

从图 5 和图 6 中可以得到，随着 FIPDIT 含量的
上升，FSWPU 胶膜的吸水率从 21.1%降低到 8.1%，
而接触角先增大后减小。当 FIPDIT 含量为 5%时，
FSWPU 胶膜的接触角最大，为 113.5°，此时吸水率
为 9.7%。这是由于当体系中引入有机氟单元，氟原
子具有强疏水性，在成膜过程中接枝在分子链上的

氟原子向表面进行富集，从而提高了 FSWPU 胶膜
图 4 不同 FIPDIT 含量 FSWPU 胶膜拉伸强度（a）和断
的耐水性能。然而，当 FIPDIT 含量超过 5%时，乳
裂伸长率（b）
Fig. 4 Tensile strength (a) and elongation at break (b) of 液的粒径过大，富集和沉降现象严重，阻碍了氟原
FSWPU films with different FIPDIT contents 子向表面富集的过程，FSWPU 膜易发生相分离，成

从图 4 可知，随着 FIPDIT 含量的增加，FSWPU 膜性降低，进而接触角有所下降。
2.6 FSWPU 胶膜 TG 分析
胶膜的断裂伸长率从 464%降到了 320%，而 FSWPU
不同 FIPDIT 添加量胶膜的 TG 曲线见图 7。
胶膜的拉伸强度先增大后降低。当 FIPDIT 含量为

5%时，FSWPU 胶膜的拉伸强度最大，为 26.7 MPa，
断裂伸长率为 328%。这是由于：（1）低表面能的有
机氟侧链单元的引入，增加了 FSWPU 大分子的相
互纠缠程度；（2）有机氟中的氟原子有很强的电负
性，会和 FSWPU 体系硬段的 N—H 键反应形成弱
氢键；（3）随着含氟量的上升会促进 FSWPU 乳液
成膜时发生微相分离，从而导致断裂伸长率下降和
拉伸强度增加，但是当有机氟量过多，使得乳液成
膜性下降，进而使得拉伸强度有所下降 [21-22] 。
2.5 FSWPU 胶膜水接触角和吸水率分析
图 7 不同 FIPDIT 添加量胶膜的 TG 曲线
图 5 是不同 FIPDIT 含量 FSWPU 胶膜的水接触
Fig. 7 TG curves of the films with different additive amount
角和吸水率，图 6 是 FSWPU-0 和 FSWPU-5 胶膜接 of FIPDIT

触角图。
由图 7 可看出，当温度在 0~200 ℃之间，样品
质量有轻微损失，这可能是由于小分子热分解失重
造成的；200~300 ℃样品开始加速失重，300 ℃后失
重加快。这是由于胶膜热分解过程中可能发生了软
硬段的相分离。在 300~500 ℃之间，添加 FIPDIT
的 WPU 胶膜相比于没有添加的 WPU 胶膜热分解温
度明显提高，而且 FIPDIT 添加量越多，热分解温度
越高。说明 FIPDIT 的引入提高了 WPU 的热稳定性。
FSWPU-0、FSWPU-1、FSWPU-5 不同失重率
下的热分解温度如表 2 所示。由表 2 可以看出，随

着 FIPDIT 含量的增加，FSWPU 胶膜热失重 10%、
图 5 不同 FIPDIT 含量 FSWPU 胶膜的水接触角（a）和
30%、50%的温度（T 10% 、T 30% 、T 50% ）均有上升，
吸水率（b） 当 FIPDIT 的含量为 5%时，T 10% 、T 30% 和 T 50% 分别
Fig. 5 Water contact angles (a) and water absorption (b) of
the FSWPU films different FIPDIT contents 为 302、329 和 350 ℃。主要因 C—F 键的键能高于