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聚合物表面改性聚合物表面改性聚合物表面改性根据方法可以分为以下几种:化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。一、化学改性化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理,其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。1.1化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性,例如聚乙烯这种材料的表面能很低,用氧化剂处理聚乙烯,使其表面粗糙并氧化生成极性基团,从而使其表面能增高;在室温下将聚乙烯在标准铬酸洗液中浸泡1-1.5h,66-71℃条件下浸泡1-5min,80-...

聚合物表面改性
聚合物表面改性聚合物表面改性根据方法可以分为以下几种:化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。一、化学改性化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理,其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。1.1化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性,例如聚乙烯这种材料的表面能很低,用氧化剂处理聚乙烯,使其表面粗糙并氧化生成极性基团,从而使其表面能增高;在室温下将聚乙烯在标准铬酸洗液中浸泡1-1.5h,66-71℃条件下浸泡1-5min,80-85℃处理几秒钟,也可以达到同样效果;通过臭氧氧化处理可有效地改善聚丙烯表面的亲水性,处理前的表面接触角为97°,臭氧氧化处理后,表面接触角将达到67°。1.2化学浸蚀法是用溶剂清洗可除去聚烯烃表面的弱边界层,例如通过用脱脂棉蘸取有机溶剂,反复擦拭聚合物表面多次等1.3聚合物表面接枝,是通过在表面生长出一层新的有特殊性能的接枝聚合物层,从而达到显著的表面改性效果。二、光化学改性光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。2.1光照射反应是利用可见光或紫外光直接照射聚合物表面引起化学反应,如链裂解、交联和氧化等,从而提高了表面张力。如用波长184nm的紫外线在大气中照射聚乙烯能使表面发生交联,粘接的搭接剪切强度提高到15.4Mpa。2.2光接枝反应就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝反应,该技术尤其适用于聚合物的表面改性,这是因为紫外线能量低,条件温和,只是在聚合物表面引发接枝聚合反应,很难影响到聚合物本体。例如对于一些含光敏基(如羰基),特别是侧链含光敏基的聚合物,当紫外线光照射其表面时,会发生反应,产生表面自由基。三、表面改性剂改性采用将聚合物表面改性剂与聚合物共混的方式是一种简单的改性办法,它只需要在成型加工前将改性剂混到聚合物中,加工成型后,改性剂分子迁移到聚合物材料的表面,从而达到改善聚合物表面性能的目的。例如改善聚烯烃表面极性,将聚烯烃材料表面改性剂同聚烯烃树脂混合,在成型加工过程中,聚合物与改性剂处于黏流态,通常所用模具材料的表面能很高,与聚烯烃的表面能相差很大,为了减小张力,改性剂向树脂表面迁移,并在制品表面富集,而且亲水基团朝模具取向,而疏水基团向内取向与本体聚合物相容,相当于将迁移至表面的亲水基团固定在树脂结构当中。成型后取出制品,表面改性剂的这种构象基本上被保留下来,从而使聚烯烃的表面性质得到改善。四、力化学处理力化学处理是针对聚乙烯、聚丙烯等高分子材料而提出来的一种表面处理和粘接方法,该方法主要是对涂有胶的被粘材料表面进行摩擦,通过力化学作用,使胶黏剂分子与材料表面产生化学键结合,从而大大提高了接头的胶接强度。力化学粘接主要是通过外力作用下高分子键产生断裂而发生化学反应,包括力降解、力化学交联、力化学接枝和嵌段共聚等。五、火焰处理与热处理火焰处理就是在特别的灯头上,用可燃气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时处理,使其表面发生氧化反应而达到表面改性的效果。聚乙烯和聚丙烯的薄膜、薄片、吹塑的瓶、罐、桶等制品常利用该方法来改善表面的黏合性能。热处理是将聚合物暴露在热空气中,使其表面氧化而引入含氧基团。热空气的温度比火焰处理时的温度低的多,只有几百度,因而处理时间相对较长。适用于聚烯烃的表面处理。六、偶联剂改性偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同官能团的低分子化合物。其分子结构最大的特点是分子中含有化学性质不相同的两个基团,一个基团的性质亲无机物,易于与无机物表面起化学反应;另一个基团亲有机物,能与聚合物起化学反应,生成化学键,或者能互相融合在一起。偶联剂主要包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂两大类,其作用机理同表面活性剂的改性机理相同。七、辐照与等离子体表面改性辐照改性是聚合物利用电离辐射(直接或间接的导致分子的激发和电离)来诱发一些物理化学变化,从而达到改性的目的。辐射线有以下几种:α–射线快速氦核流β–射线电子流γ–射线波长为0.05-0.0001nm的电磁波(能量最高)X–射线波长为10-0.01nm的电磁波中子射线一种不带电的粒子流等离子体表面改性是通过适当选择形成等离子体的气体种类和等离子体化条件,对高分子表面层的化学结构或物理结构进行有目的的改性。其优点是效果显著,工艺简单,无污染,可通过改变不同的处理条件获得不同的表面性能,应用范围广泛。更为重要的是,处理效果只局限于表面而不影响材料本体性能。其缺点是处理效果随时间衰退,影响处理效果因素的多样性使其重复性和可靠性较差。例如聚四氟乙烯(PTFE)表面具有高度的憎水性,不利于进行粘接、涂装等加工,可以用等离子体表面处理的方法对其改性,提高表面能。将聚四氟乙烯薄膜放在平板式等离子体反应室中,电极间距3~6cm,真空度26.6Mpa,放电电压700~800V,电流密度0.1~0.2mA·cm-2,处理时间10~20s。处理过的制品表面结合力显著提高,用透明胶带压粘这些部分后,即便是快速拖起胶带,这些油墨、涂料、镀膜层也不会被拖出,能够达到实用上的要求。参考文献:[1]石锐,田明,齐卿.张立群,橡胶表面改性的方法[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-橡胶工业2006(3)[2]周金芳,简令奇,王宏刚,杨生荣,聚合物表面改性方法概述,[期刊论文]2007, 35(11)
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