聚烯烴表面改性對潤濕性影響的研究進(jìn)展

文綜述了常用的表面改性方法對聚烯N. Encinas等5為了提高HDPE、的接觸角，用XPS及原子力顯微鏡烴潤濕性影響的研究進(jìn)展。LDPE、PP的表面潤濕性，采用常壓(AFM)測試處理后的聚烯烴表面的等離子體方法對它們進(jìn)行了處理。用化學(xué)結構和組成、粗糙程度。實(shí)驗結1等離子體處理接觸角測試儀分別測試了等離子體處果表明，蒸餾水的接觸角從未處理之理前和處理后不同曝光時(shí)間五種液體前的70°減小到500W時(shí)的29°再等離子體處理是在聚烯烴等高分(去離子水、硝基甲烷、二碘甲烷、到1000W時(shí)的30°，這表明使用O2子材料表面改性中主要利用等離子體甘油、1-5戊二醇)在這三種聚烯烴等離子體處理后聚烯烴表面能增大，中的活性粒子(Ar.O2、N2.NH; 氣態(tài)表面的接觸角，并分別計算處理后曝親水性增強。通過(guò)XPS分析可知，等離子體)轟擊材料表面，使材料表光不同時(shí)期后表面能的大小。因為引O2等離子體處理后給聚烯烴表面增加面分子的化學(xué)鍵被打開(kāi)，并與等離子入了-COOH、-C=0、-NH2 等極了氧的自由基組成了-C=0.體中活性自由基結合，在高分子材料性基團，潤濕性增大，表面能增大，-COOH、-OH等，增加了粘附性,表面形成極性基團(如-OH,侖- COOH,-C=O,-NH2等)1-1，由總體來(lái)看，表面能大約增加了96%。然而當微波能量增加全500W之后，Meng- Gang Yan 等叫采用低溫粘附性開(kāi)始降低，這是由于等離子體于表面增加了大量的極性基團從而能等離子NH3對聚丙烯微濾膜(PP-能量越高，引人的極性基團(-C=O云明顯地提高聚烯烴的潤濕性，材料表MMs)進(jìn)行表面處理，以提高PP-或者 - COOH)越厚，導致大量的被面的粘接性、印刷性、染色性等[5。MMs的潤濕性。用接觸角測試儀測.處理過(guò)的聚烯烴表面的-C=O或者.聚烯烴的表面接觸角的改變大小主要試表面潤濕性，用X射線(xiàn)光電子能-COOH和空氣中的水分子發(fā)生反應雖與放電量和曝光時(shí)間有關(guān)，其表面形譜(XPS)和SEM分別觀(guān)察處理前后生成-OH，從AFM分析可得，未貌與等離子體放電量、曝光時(shí)間和采聚丙烯微濾膜結構組織和表面形態(tài)的經(jīng)過(guò)處理的聚烯烴表面的均方根粗糙用不同類(lèi)型的氣體有關(guān)B.1-1日。變化。結果發(fā)現，靜滴測接觸角從處度為4.841nm,經(jīng)過(guò)O2等離子體能ξ吳云楓等網(wǎng)為了提高PP電池隔理開(kāi)始后的0-8min，接觸角從量為300W、500W、100W 處理后的膜親水性用大氣壓氦氣/空氣介質(zhì)阻128.2° -直降低到53.7°。從接觸均方根粗糙度分別為1.285nm.擋放電(DBD) 等離子體對其表面改角隨著(zhù)處理時(shí)間的延長(cháng)的變化曲線(xiàn)可1.322nm、2.875nm。由此可知，O2性。從PP隔膜表面蒸餾水的接觸角知，處理后水在其表面的接觸角一直等離子體與聚烯烴表面發(fā)生反應，在隨氦氣/空氣DBD處理時(shí)間變化的減小到第五天，第五天之后，接觸角高于 500W的時(shí)候導致大量的-OH曲線(xiàn)可以看出，未經(jīng)處理PP隔膜表穩步上升。這也許是因為，等離子體生成， 在500W以下均方根數小的比面蒸餾水的接觸角為110°左右，而NH3處理聚丙烯微濾膜中，氮離子和未受處理的聚烯烴粗糙度小。隨氦氣/空氣DBD等離子體處理時(shí)電子被激活，生成C-H和C-C。結N.Gomathi等2利用射頻排放間的增加，隔膜表面蒸餾水的接觸角果氫原子建行從聚合物鏈中被移出，的氬氣(Ar)低壓等離子體處理PP來(lái)逐漸減小，甚至為零。表明等離子體碳的自由基在聚合物鏈中形成，當處.提高聚丙烯的潤濕性。分別用接觸角處理后PP隔膜表面親水性增加，當理后的聚丙烯微濾膜從等離子體反應測試儀、傅里葉變換光譜(FT-IR) .處理時(shí)間達到1Ss時(shí)，樣品表面被蒸堆中取出后，這些碳的自由基被氧化SEM和AFM來(lái)檢測Ar等離子體對餾水浸潤，接觸角為零。從掃描電子生成羥基、羰基、羧基等官能團，潤PP表面的潤濕性、表面化學(xué)成分和顯微鏡(SEM)分析可以發(fā)現，經(jīng)過(guò)一濕性提高，然而，由于等離子體改性表面形 態(tài)的影響。研究結果表明，未個(gè)大氣壓氦氣/空氣DBD處理過(guò)后，潤濕性的不穩定性，接觸角減小到第處理之前，去離子水、甲酰胺、二碘等離子體作用對樣品表面有刻蝕作五天，之后開(kāi)始恢復，穩步上升。甲烷在PP表面的接觸角分別為用，氦氣/空氣DBD等離子體中的C.-K.Jung等I在常溫下采用97.72°、 75.10° 、 58.95° ，得出帶電粒子在電場(chǎng)力作用下不斷沖擊樣O2等離子體法，時(shí)間在300s內，功的表面自由能(ys)為27. 94mN/m。品表面，從而使表面粗糙度增加，增率在300- -1000W之間，處理聚烯烴影響等離子體處理效果的四個(gè)主要的加了樣品表面的潤濕性，進(jìn)而增強了表面， 用接觸角測試儀測試不同時(shí)間獨 立因素，分別是射頻功率、壓強、樣品表面的親水性效果。不同功率處理后蒸餾水在聚烯烴表面氬氣流速、處理時(shí)間。通過(guò)改變不同42 Word Plestics % 2011 Vol .29 N.8的變量進(jìn)行實(shí)驗，最終得到對潤濕性乙二醇的接觸角從80.5° 減小到16° 。結果表明，這些薄膜的表面的最佳處理效果的一-組條件是射頻功率80.1°極性分量和總表面能增加。光極性隨著(zhù)功能化聚合物的增加而增為155W，壓強為20.8Pa，Ar 流速接枝后，CPP薄膜表面產(chǎn)生了大量的加。薄膜表面極性的增加減小了液體為16sccm，處理時(shí)間為8min。自由基，引人了一些極性基團如在薄膜表面的接觸角，從而增大了薄2表面接枝-COOH等，使得材料表面的極性增膜表面的潤濕性。加，材料表面的浸潤性增加，接觸角2.3化學(xué)引發(fā)接枝接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到聚烯烴主鏈上的一種明顯減小，總表面能得到提高。CPP化學(xué)引發(fā)接枝是指用化學(xué)方法在改性方法。接枝改性后的聚烯烴不但薄膜表面的光敏劑在紫外光輻射下很聚烯烴材料表面生產(chǎn)自由基或離子，保持了其原有特性，同時(shí)又增加了容易地與AA發(fā)生接枝聚合，接枝率再引發(fā)單體進(jìn)行接枝反應。在化學(xué)接其新的功能，增加了極性基團，增在一定范圍內隨輻射時(shí)間、輻照強度枝法中，引發(fā)劑的作用非常關(guān)鍵，因加了聚烯烴的表面極性，從而改變的增加而增大，在丙烯酸與二苯甲酮為它決定了接枝的途徑。工藝復雜,了聚烯烴的表面潤濕性。接枝改性在摩爾比為15:1，輻照強度為.難以控制，試劑浪費嚴重，且反應受對潤濕性改變的大小是由接枝率的15 X 103μW/cm2，輻照時(shí)間為120 s容器限制，對大型制件處理尤為困大小決定的21-2。接枝率受反應時(shí)間、時(shí)，薄膜的表面能增加最大。難。使工業(yè)應用受到很大限制。反應溫度、反應溶劑、單體濃度等的2.2預輻射引發(fā)接枝王紅啊為提高PE對水的潤濕性，影響2。常用的表面接枝方法有:表輻射接枝改性不需要化學(xué)引發(fā)用以馬來(lái)酸酐、二乙醇胺為原料合成面光接枝回、預輻照接枝叫、化學(xué)接劑，并且輻射引發(fā)可使反應能在常溫端部帶有羥基的超支化聚合物超支化枝吵、等離子體接枝8.39。甚至低溫下進(jìn)行，生產(chǎn)工藝大大簡(jiǎn)聚合物為接枝劑，在馬來(lái)酸酐改性2.1 表面光引發(fā)接枝化。其在節能、環(huán)境保護及產(chǎn)品質(zhì)量PE板表面進(jìn)行接枝反應，超支化聚表面光接枝，采用光引發(fā)劑，利等方面都較其它改性工藝有無(wú)法比擬合物的-0H與馬來(lái)酸酐水解后的用紫外光在聚烯烴表面接枝馬來(lái)酸的優(yōu)勢。-CO0H反應，從而接枝到聚乙烯板酐、丙烯酸類(lèi)等極性單體，提高表面ZHANHAI YAO等叫采用預輻上，再用80C氫氧化鈉溶液處理接的潤濕性。紫外光對材料的穿透力射接枝法，在雙螺桿擠出機中利用恒枝后的聚乙烯板。用JC2000CI靜滴差，接枝聚合可嚴格地限定在材料的定電流、電壓、功率分別為7.2接觸角/界面張力測量?jì)x測定其對水表面或亞表面進(jìn)行，不會(huì )損壞基體的mA，3MeV，120KW 的β射線(xiàn)電子的接觸角，繪出接觸角與反應物用量本體性能，紫外光源廣及設備成本東，將聚馬來(lái)酸季戊四醚(PPMM)接的關(guān)系曲線(xiàn)，選出最佳表面改性反應低，易于連續化操作，且反應進(jìn)程易枝到LLDPE上，調節雙螺桿擠出機條件。結果表明，聚乙烯表面改性的控制21, 2”。.的轉速從75--200轉/分，單體濃度最佳反應條件是超支化物與聚乙烯板葛傳雙等叫采用紫外光表面接枝1-4wt.% (重量分數，基于的質(zhì)量比為 10，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨質(zhì)的方法，以二苯甲酮為引發(fā)劑，在流.LLDPE100 wt. %)。得到不同接枝率量分數為 0.9%，氫氧化鈉的濃度為延聚丙烯(CPP)薄膜的表面.上接枝丙的LLDPE-g-PPMM樣品。在室溫、1.0mol/L。表面改性后的PE板與烯酸類(lèi)極性單體，提高薄膜表面的親環(huán)境濕度下，用JY-82接觸角測試水的接觸角由84.0°減小到50.6°水性。分別對未處理及改性后的CPP儀測 量接枝前后薄膜表面水的接觸提高了 PE的親水能力。薄膜進(jìn)行接觸角的測試，考察了CPP角。 由FT-IR測試所得結果為，隨辛志榮等剛以聚氧乙烯和全氟辛膜表面光接枝丙烯酸(AA)行為、接著(zhù)PPMM單體濃度的增加，隨著(zhù)基基聚 氧乙烯醚(FPEOE)為 起始原料，枝膜的潤濕性以及CPP膜的表面能礎溫度的升高，PPMM 在合成了- -系列的特種氟表面活性劑及的變化，也考察了紫外光照時(shí)間、LLDPE--g-PPMM上的接枝率逐漸其丙烯酸酯，再以其作為接枝單體，單體濃度對接枝率的影響，以及不同增大。 從接觸角測試結果來(lái)看，當接利用反應擠出接枝的方法制備了系列接枝率下接枝膜對水接觸角的變化。枝率分別為0, 0.15, 0.27, 0.61,功能化聚乙烯，用FTIR確定了接枝表面光接枝后，薄膜表面二次蒸餾水0.87， 1.16 時(shí)，水的表面接觸角分別共 聚物的結構和接枝率，用接觸角測的接觸角從92.3°減小到80.1°，為 89°，79°，64°，39°, 27°，量?jì)x 測量接觸角。結果表明當接枝率2011年29卷第8期=閹外型舯43.分別為0.37%， 0.45%， 0.49%，量達到了11.66 %。由接觸角測試實(shí)O- -Si- -O和Si-O的影響)。o. 50%和0.54%時(shí)，將經(jīng)純化的聚乙驗可以看出，出等離子體預處理之后烯接枝共聚物樣品在180C熔融壓PE膜接觸角變小，將等離子體預處3結語(yǔ)片，在常溫下測定其接觸角分別為.理和紫外照射引發(fā)接枝聚合結合起等離子處理和表面接枝法在一定66.3* , 57.2*. 71.3*, 50.8*和來(lái)， PE膜表面的接觸角急劇下降，條件"下均能在聚烯烴表面引人極性基46.s* .比ILDPE薄膜常溫下與水可以很好地改善其表面的親水性。 并團，提高聚烯烴材料的表面能，同時(shí)的接觸角103°低了很多，說(shuō)明接枝進(jìn)-步探討了等離子體復合參數(等提高材料表面的粗糙度，從而解決其共聚物膜的表面極性得到了改善。隨離子體處理功率/Ar的流量.Ar的表面自由能低、潤濕性差的問(wèn)題。這著(zhù)接枝支鏈中聚氧乙烯分子量的增相對分子量: W/ (FM)、等離子體兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。等離子體法處加，接觸角逐漸變小，接枝鏈中聚氧預處理時(shí)間、AAm單體濃度以及紫理聚烯烴，對環(huán)境污染少，且只涉及乙烯分子量為2000時(shí)，接觸角最小外照射時(shí)間對改善PE膜表面親水性改變樣品的表面化學(xué)成分，對聚合物(46.46° )。 支鏈中聚氧乙烯分子量為的影響。得到改善PE膜表面親水性?xún)炔拷Y構無(wú)影響，可保持聚合物固有5000的樣品的接觸角略有增大，這的最佳條件為:W/(FM) 0.08 -0.10的性質(zhì)，但是，其處理效果時(shí)效性是由于支鏈中聚氧乙烯分子量較大，.GJ/kg.等離子體預處理時(shí)間2min, .差，隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng)，改性效果云已具有結晶性，其親水性減弱，全氟AAm濃度20wt%，紫外照射時(shí)間.逐漸減弱持續時(shí)間短，從而限制了等碳鏈的憎水性較強，支鏈中這兩種結30 min.離子體在實(shí)際生產(chǎn)中的應用，今后對構共同作用的結果導致接枝率為Cesar Henrique Wanke 等叫為等離子體時(shí)效性的原理以及改善時(shí)效0.37%的親水性降低，接觸角變大。了同時(shí)改變PP表面的化學(xué)組成和表性的辦法應加強研究。表面光接枝2.4 等離子體引發(fā)接枝面粗糙度，先用等離子體處理PP,法，不會(huì )損壞基體的本體性能，設備等離子體接枝改性，是在等離子再用噴漆槍在處理過(guò)的PP表面噴涂成本低，反應速度快，易于連續化操體激發(fā)條件下， 用等離子體將聚烯烴接枝籠形倍半硅氧烷(POSS)， 再在作，且反應進(jìn)程易控制，但其反應機表面分子的化學(xué)鍵打開(kāi)并引發(fā)等離子等離子體中曝光。通過(guò)接觸角測試儀理和生產(chǎn)應用都不太成熟。輻射接枝體化學(xué)反應，再將具有親水性的單體可以測得在處理前，水的接觸角是操作簡(jiǎn)便，清潔快速，接枝率易于f挖接枝于活化的聚烯烴表面，以達到改98從在等離子體中曝光后制，無(wú)需引發(fā)劑和催化劑，但是輻射性的目的，其對材料本體改變不大，0- 15min,接觸角一直降至24° ，從接枝的同時(shí)，機體性能會(huì )受到破壞。僅在表面幾個(gè)微米厚度上變化，具有15- 19min又升高至52°，從19min化學(xué)引發(fā)接枝工藝復雜，難以控制，高效、環(huán)保、操作方便等特點(diǎn)則。以后，接觸角主要保持在53°左右。試劑浪費嚴重，且反應受容器限制，.董濤等剛采用Ar等離子體對PE .表面粗糙度從從0-15min,增加至對大型制件處理尤為困難，使工業(yè)應膜進(jìn)行預處理，在無(wú)光引發(fā)劑的條件45nm，15min 之后就穩定了，粗糙用受到很大限制。等離子體接枝能長(cháng)下，通過(guò)紫外照射引發(fā)接枝丙烯酰胺度的測試也佐證了經(jīng)過(guò)處理后，PP久保持親水性，處理時(shí)間短，高效、(AAm)于PE膜表面，以改善其親水表面的組織結構發(fā)生了變化。對于由環(huán)保、操作方便，具有較好的工業(yè)化性。選擇N元素含量的變化來(lái)表示等離子體處理納米結構和微結構來(lái)前景，是表面改性顯示巨大潛力的AAm的接枝率，由XPS分析可知等說(shuō)，Wohl CJ凹Mirabedini也 得一個(gè)。聚烯烴表面改性技術(shù)還有很離子體預處理后無(wú)紫外照射浸泡接枝出與 上同樣的結論。在0- 15min內多，比如，共混改性，熔融接枝，AAm,可以引發(fā)AAm的接枝反應，PP表面粗糙度直線(xiàn)增加，水的接觸超臨界二氧化碳接枝等都可以有效但接枝率很低，N元素含量只有角直線(xiàn)下降， 表明了這個(gè)時(shí)期，PP提高聚烯烴材料表面的潤濕性。隨1.41%， 無(wú)等離子體 預處理無(wú)光引發(fā)表面的潤濕性主要受表面刻蝕的影著(zhù)科技的進(jìn)步，將來(lái)提高聚烯烴潤劑，紫外照射接枝AAm后的PE的響，當超過(guò)15min后，粗糙度基本變濕性的方法會(huì )更高效持久、更環(huán)保、N元素含量?jì)H為0.68%;而將等離子為常數(大約44nm)，而接觸角卻是化學(xué)工藝更簡(jiǎn)單。圍體預處理和紫外照射接枝聚合結合起增加的，這時(shí)候表面潤濕性主要是表來(lái)可以有效地提高接枝率，N元索含面化學(xué)性質(zhì)的改變(即受含 氧官能團44 Word Plasties ”2011 Vol 29 NOB