文章重要内容

       吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心张海博教授团队首次以4-氟-3-三氟甲基苯酚为单一AB型单体，在二苯砜高温溶剂中缩聚制得数均分子量达77400 Da，重均分子量达248800 Da的高分子量半结晶型含氟聚芳醚(CF₃PPO-0.52)，并系统表征了材料的热、力、介电等性能，为含氟聚合物的结构-性能关系研究提供了重要参考，推动了高性能聚合物材料的进一步发展。

文章背景

       含氟聚合物具有特殊的物理和化学稳定性，优良的热稳定性、化学惰性(对溶剂、油、水、酸和碱)、介电性能、低表面能和较好的机械性能等特点，因而在电子器件，绝缘材料，高性能工程塑料和生物医学方面显示出广阔的应用前景。然而，传统 PTFE、PFA 等虽介电性能突出，但加工温度高、结晶度不可调、机械强度不足，难以满足可熔融加工、高强度等多重需求，因此新型含氟聚合物的研制和性能优化已经成为材料科学领域中一个重要的研究领域。

文章概述

       最近，吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心张海博教授团队以4-氟-3-三氟甲基苯酚为单体，通过优化反应条件，成功合成了高分子量的含氟聚芳醚(Scheme 1)，并对获得的半结晶高分子量含氟聚芳醚(CF₃PPO-0.52)进行了系统表征。

Scheme 1  Synthetic route of CF₃PPOs.

       表1展示了在二苯砜作为溶剂的条件下，得到了不同分子量的聚合物粉料，其中Mn为数均分子量；M_w为重均分子量；PDI为多分散性指数；η_sp/c表示在25 ℃下，聚合物在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中浓度为0.5 g/dL时测得的特性黏度；MI为聚合物在300 ℃下熔融5 min后测得的熔融指数。

Table 1 Molecular weight properties of CF₃PPOs.

 为研究分子量大小对材料结晶性能的影响，本研究通过DSC揭示了低分子量CF₃PPO-0.24可自结晶，熔融焓 38 J/g；高分子量CF₃PPO-0.52结晶能力显著下降，需后续热处理才能诱导结晶。CF₃PPO-0.52的XRD图谱表现为宽而弥散的峰. 进一步以 210℃ 2 h 退火后在17.5°、21.8°、24.2°、28.1°、29.9°出现尖锐的衍射峰，经过Jade软件计算结晶度为40.2%。

对获得的半结晶高分子量含氟聚芳醚(CF₃PPO-0.52)热处理结晶前后的基础性能进行了系统表征(图1)。热处理前后水接触角维持 100°‒103°，说明氟原子富集表面仍保持优异防水；注塑样条I-CF₃PPO-0.52的拉伸强度为82 MPa，断裂伸长率为134%，热处理后，拉伸强度提高至96 MPa，但断裂伸长率降低至9%；热压薄膜M-CF₃PPO-0.52的介电常数和介电损耗在10⁶ Hz分别为3.37和0.0059，热处理后，热压薄膜M-CF₃PPO-0.52的介电常数和介电损耗在10⁶Hz 分别为4.32和0.0017，表明热处理显著改善了材料的介电性能。

Fig. 1 Water contact angle of (a) M-CF3PPO-0.52 and (b) A-M-CF3PPO-0.52; (c) Mechanical properties of injection molded splines at 210 ℃ for 2 h before and after annealing; (d) Dielectric properties of hot-pressed films before and after annealing at 210 ℃ for 2 h.

 该研究以4-氟-3-三氟甲基苯酚为单体合成高分子量的含氟聚合物，并系统表征了材料的热、力、介电等性能，为含氟聚合物的结构-性能关系研究提供了重要参考，推动了高性能聚合物材料的进一步发展。

 本文为“庆祝蹇锡高院士80华诞”专辑特约稿件，发表在《高分子学报》2026年第1期。论文第一作者为吉林大学研究生王洋，通信联系人为张海博教授。

引用本文

王洋, 于畅, 商赢双, 姜波, 韩金轩, 张海博. 高分子量半结晶型含氟聚芳醚的制备及性能表征. 高分子学报, 2026, 57(1), 180-189.Wang, Y.; Yu, C.; Shang, Y. S.; Jiang, B.; Han, J. X.; Zhang, H. B. The preparation and characterization of high molecular weight semi-crystalline fluorinated polyarylether. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026,57(1), 180-189.