中文摘要：

通过分子设计定制合成系列侧链氟单体结构单元分布均匀、由硬核和软壳组成的核－壳结构含氟聚合物乳液。研究聚合反应中单体种类、引发剂、乳化剂、调节剂以及分散介质等对聚合反应速率、聚合物分子量及分布，以及聚合物中氟单体分布的影响规律。通过FT-IR、DSC、HPLC-MS、SEM、TEM、GPC、XPS能谱、粒度分布仪等先进的仪器对乳胶粒子的组成、表面形态和微观结构等进行表征，明确乳胶粒子的结构与涂层性能之间关系。从功能梯度材料的设计概念出发，提出制备聚合物梯度涂层的设想，即将两种性质不同的组分按照一定的方法制备组成由内到外呈均匀梯度变化的涂层，缓和或消除界面应力。通过对聚合物体系的自分层特性进行理论预测，以及梯度涂层表面和内部的定性和定量组成的实验确定，提出新的聚合物体系自分层机理。研究成果不仅能丰富和发展乳液聚合理论及水基高分子涂层的制备科学，而且将为功能高分子材料的设计和研究提供科学依据。

结论摘要：

含氟丙烯酸酯聚合物乳液由于特殊的化学结构，不仅保持了丙烯酸酯乳液附着力优良等特性，而且具有优异的热稳定性和化学稳定性、超常的耐候性和耐沾污性，以及低表面能和难燃性等，已成为功能型合成树脂乳液及环境友好涂层材料的研究热点，并将在纺织、纸张、皮革以及墙体等表面涂层领域获得广泛应用。本课题采用核-壳乳液聚合技术，以MMA、BA和HFMA等为主要原料，通过分子设计定制合成系列侧链氟单体结构单元分布均匀、由硬核和软壳组成的核-壳结构含氟聚合物乳液。研究了单体种类、引发剂、乳化剂等对乳液聚合反应速率、凝聚率，以及聚合物涂膜中氟原子在内层和表层分布的影响规律。通过FT-IR、DSC、TG、TEM、XPS、粒度分布仪、接触角仪等先进的仪器对乳胶粒子的组成、表面形态和微观结构等进行表征，明确了乳胶粒子的结构与涂膜性能之间关系。从功能梯度材料的设计概念出发，提出了制备聚合物梯度涂层的设想，即将两种性质不同的组分按照一定的方法制备组成由内到外呈均匀梯度变化的涂层，缓和或消除界面应力。通过对聚合物体系的自分层特性进行理论预测，以及梯度涂层表面和内部定性和定量组成的实验确定，提出了水性聚合物体系自分层机理。