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  含氟聚合物具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、低表面能、低折光指數(shù)與良好的耐候性等特點，作為涂層材料被大量用于航天航空、化工、建筑、醫(yī)療、半導體等領(lǐng)域。在大量含氟聚合物涂料中，氟代烯烴與共聚單體成交替序列結(jié)構(gòu)分布，例如Lumiflon^®與Zeffle^®涂料。交替結(jié)構(gòu)含氟共聚物不僅能保持氟碳鏈的優(yōu)異理化性能，還有助于提升材料的加工性、粘附性等方面。然而，交替結(jié)構(gòu)含氟共聚物常常會表現(xiàn)出低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T_g）和低機械強度的特點，例如Lumiflon^®的T_g低于室溫，導致在實際應用中需通過后修飾進行化學交聯(lián)以滿足實際應用需求。

圖1. 有機催化光調(diào)控合成超高分子量含氟交替共聚物示意圖。

  通過該方法合成的超高分子量含氟共聚物具有熱塑性，玻璃化溫度提升至130 oC以上，在酸性（pH = 1）、堿性（pH = 14）水溶液中浸泡2個月后表現(xiàn)出未顯著改變的疏水性能。研究團隊利用該合成方法制備了超高分子量的功能性三元交替含氟共聚物（圖2 A），該共聚物材料在金屬表面（例如鋁）的粘附性強，為其提供了良好的耐酸堿能力，有望用于提升活潑金屬的耐腐蝕性。如圖所示，將左半部分帶有共聚物涂層的鋁片放入堿性（圖2 B）和酸性（圖2 C）水溶液后，無共聚物的右側(cè)產(chǎn)生了大量氣泡，鋁片受到嚴重腐蝕，而涂有共聚物的左側(cè)并未明顯出現(xiàn)氣泡，說明腐蝕得到抑制。通過與納米顆粒簡單復合，材料能夠成功實現(xiàn)超疏水性，如圖2 D所示，未經(jīng)處理的濾紙呈親水性（右側(cè)），涂有共聚物P7的濾紙呈疏水性（中間），涂有復合材料P7@SiO₂的濾紙呈超疏水性（左側(cè)）。

圖2. A) 超高分子量三元含氟交替共聚物結(jié)構(gòu)圖。涂有（左）與未涂（右）三元共聚物的鋁片分別浸入B) pH = 14（亞甲基藍染色）和C) pH = 1（羅丹明B染色）的水溶液中。D) 左、中、右分別為涂有P7@SiO₂、涂有P7以及未處理的濾紙，紅色液滴為羅丹明B染色的水溶液。

  綜上，本工作開發(fā)了制備超高分子量、交替結(jié)構(gòu)含氟共聚物的新方法，展示了相關(guān)聚合物用于高性能涂層材料的潛力，為設(shè)計合成新型高性能聚合物涂層材料提供了一條新思路。該工作以“Organocatalyzed Photo-Controlled Synthesis of Ultrahigh-Molecular-Weight Fluorinated Alternating Copolymers”為題發(fā)表于《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314483)

  全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202314483

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