TFE-PPVE 共聚物組成均勻性的熱分級方法表征

毛國亮, 潘鵬舉, 包永忠, 陳偉峰

(1. 化學工程聯合國家重點實驗室(浙江大學), 浙江大學 化學工程與生物工程學院, 浙江 杭州 310027;2. 浙江大學衢州研究院, 浙江 衢州 324000; 3. 浙江巨化股份有限公司, 浙江 衢州 324000)

1 前 言

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)具有耐化學腐蝕、耐高低溫、憎水憎油等特性，被廣泛應用于機械、軍工、環保等領域，但 PTFE 易結晶且熔融溫度高，熔體黏度很大，難以采用常規的熱塑性塑料加工方法進行加工[1]。四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物（tetrafluoroethylene-perfluoropropyl vinyl ether random copolymer，PFA）中引入了少量的全氟丙基乙烯基醚(perfluoropropyl vinyl ether ，PPVE)，全氟丙基烷氧側基的存在使其具有較低的熔融溫度與熔體黏度，從而賦予其可熔融加工特性[1～3]。PFA 是半結晶性聚合物，共聚組成及組成均勻性對其熱學、力學等性能有極大影響。由于 PPVE 與四氟乙烯(tetrafluoroethylene，TFE)自由基共聚合的競聚率rPPVE遠小于rTFE，且PPVE 用量較少，導致共聚物的組成及組成均勻性較難控制[4～6]。PFA 亦難溶于溶劑，共聚組成的測定主要基于固態方法(紅外、固體核磁共振等)，但要獲得共聚組成均勻性的信息非常困難。目前，基于差式掃描量熱儀(differential scanning calorimeter，DSC)的熱分級技術在半結晶 α-烯烴共聚物的組成均勻性和共聚序列分布測定上已有較好應用，主要包括逐步結晶法(step crystallization，SC)[7～9]、連續自成核與退火法(successive self-Nucleation and annealing，SSA)[10～15]等。LIU 等[16]將 SSA 法應用于四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene copolymer，FEP) 的組成均勻性分析，SSA 熱分級后出現了由不同長度的TFE 分子序列結晶而形成的多重熔融峰，從而可得到共聚物組成均勻性的相關信息。

本文比較了SSA 和SC 方法對PFA 的熱分級效果，獲得了SSA 方法分析PFA 的優化參數，進一步采用SSA 方法分析了不同PFA 共聚組成均勻性和片晶厚度分布。……