聚合物材料表面改性技术最新研究进展
聚合物材料的表面改性技术及应用
聚合物材料的表面改性技术及应用引言：聚合物材料在现代工业中起着重要的作用，然而，由于其表面性质的限制，其应用受到了一定程度的限制。
为了克服这一问题，科学家们开发了各种表面改性技术，使聚合物材料具有更广泛的应用领域。
本文将介绍一些常见的聚合物材料表面改性技术及其应用。
一、化学改性技术化学改性技术是通过在聚合物材料表面引入新的化学官能团，改变其表面性质的方法。
其中，最常用的方法是表面接枝聚合。
通过在聚合物表面引入具有特定官能团的单体，然后进行接枝聚合反应，可以改变聚合物表面的化学性质。
这种方法可以使聚合物表面具有更好的亲水性、抗菌性等特性，从而扩展其应用领域。
例如，将聚合物表面接枝亲水性单体，可以制备具有良好润湿性的聚合物薄膜，用于医疗器械、食品包装等领域。
二、物理改性技术物理改性技术是通过物理方法改变聚合物材料表面的性质。
其中，最常用的方法是表面涂覆。
通过在聚合物表面涂覆一层具有特定性质的材料，可以改变其表面的光学、电学、热学等性质。
例如，将聚合物表面涂覆一层导电性材料，可以制备具有导电性能的聚合物薄膜，用于电子器件等领域。
此外，还可以利用等离子体处理、激光照射等方法对聚合物表面进行改性，以提高其光学、机械性能等。
三、纳米改性技术纳米改性技术是利用纳米材料对聚合物表面进行改性的方法。
纳米材料具有较大的比表面积和独特的物理、化学性质，可以在聚合物表面形成纳米尺度的结构，从而改变其性质。
例如，将纳米颗粒添加到聚合物中，可以增强其力学性能和耐磨性。
此外，还可以利用纳米粒子自组装技术制备具有特定结构和功能的聚合物薄膜，用于传感器、光学器件等领域。
四、应用前景聚合物材料的表面改性技术为其应用领域的拓展提供了新的可能。
通过改变聚合物材料的表面性质，可以使其具有更好的耐磨性、抗菌性、润湿性等特性，从而适用于更广泛的领域。
例如，在医疗器械领域，利用聚合物材料的表面改性技术可以制备具有抗菌性能的医疗器械，从而降低感染风险。
聚合物材料的改性与应用
聚合物材料的改性与应用聚合物材料作为一类重要的材料，具有广泛的应用前景。
为了满足不同领域的需求，人们经过不断地研究与改良，开发出了许多改性方法以及相关的应用技术。
本文将介绍一些聚合物材料的改性方法，并探讨它们在不同领域中的应用。
一、改性方法1. 添加填料填料可以提高聚合物材料的性能，比如增加强度、改进耐热性、改善导电性等。
常见的填料包括纳米颗粒、纤维素、碳纤维等。
添加填料的改性方法可以通过挤出、共混等工艺实现。
2. 合金化改性聚合物可以通过与其他合适的材料进行合金化，改变聚合物的性质。
比如与金属合金化可以增加强度和刚度，与陶瓷合金化可以提高耐磨性和耐热性等。
3. 化学改性化学改性是通过引入功能基团或进行聚合反应来改变聚合物的特性。
比如，通过交联反应可以提高聚合物的热稳定性和耐化学性；通过接枝反应可以增加聚合物的附着力和耐老化性。
4. 表面修饰表面修饰可以通过改变聚合物材料的表面性质来得到所需的性能。
比如，通过等离子体处理可以增加聚合物的亲水性和粘附性；通过涂层技术可以提高聚合物的耐磨性和耐腐蚀性等。
二、应用领域1. 包装材料聚合物材料的优良特性使其成为广泛应用于包装领域的理想选择。
通过改性可以提高聚合物材料的耐撕裂性、耐渗透性、耐撞击性等，在食品包装、药品包装、电子产品包装等领域发挥重要作用。
2. 汽车工业改性后的聚合物材料在汽车工业中有着广泛的应用。
例如，通过纳米填料的添加可以显著提高塑料汽车零部件的强度和耐磨性，降低重量，提高燃油效率。
3. 医药领域聚合物材料在医药领域的应用也日益广泛。
通过改性可以提高聚合物的生物相容性、机械性能和药物释放性能等。
例如，改性后的聚合物可以用于制备人工骨骼、医疗器械和药物缓释系统等。
4. 纳米技术聚合物材料与纳米技术结合可以产生许多独特的性能和应用。
通过纳米颗粒的引入，可以改善聚合物的力学性能、导电性能和光学性能等。
这些改性后的聚合物材料在电子学、光电子学和纳米生物技术等领域有着广泛的应用。
材料表面改性的研究现状及其应用
材料表面改性的研究现状及其应用在工业生产和科技研究中，表面改性技术被广泛应用于各种材料的表面处理和改性上，它可以对材料表面的化学、物理和电学性质进行调整，提高材料的机械强度、磨损性、耐腐蚀性、导电性等特性。
本文将介绍当前材料表面改性研究的现状和应用。
一、材料表面改性原理与分类材料表面改性技术的主要目的是通过氧化、还原、质子化、离化等反应，将功能性基团引入材料表面，或改变表面化学状态以达到改善材料性能的目的。
常用的表面改性技术有:1. 化学方法：包括化学还原、化学氧化、化学镀等；2. 物理方法：包括离子注入、等离子体处理、热处理、高能束处理等；3. 生物方法：包括基因工程、酶、激素等的作用。
二、材料表面改性的应用领域材料表面改性技术已经在许多领域中得到了广泛的应用，下面就几个方面来进行说明：1. 质量控制：材料表面改性技术可以提高材料表面的质量，利用化学、物理等方法对材料进行改性处理，提高污染防护和机械抗性等性能，使产品质量更为稳定。
2. 自清洁：在低温等离子处理的作用下，可形成亲水性表面，使污染和尘土更容易被清洁，这种技术被广泛应用于颜料、涂装、医用材料、航空航天、塑料和玻璃等领域。
3. 材料保护与涂装：材料表面改性技术可以有效保护材料，包括防坑、防腐和防水等功能，并能应用于汽车、造船、航空航天等领域。
4. 生物医用：这种方法可通过蛋白质或聚合物材料的修饰获得优良的表面生物相容性，以应用于生物医学领域，如假肢、医用材料等。
三、材料表面改性存在的问题施工技术：材料表面改性需要高精准度的施工技术和相关技术的支持。
精准的施工技术对表面改性效果的影响非常大。
研究人员还需要研究新的改性技术、改善当前技术的可靠性、效率等方面的问题。
应用难以掌握：虽然材料表面改性应用范围广泛，但是只有在对应用程序的了解和协调上取得一定的经验和认识，才能随时解决问题并提供可能的解决方案。
四、结论材料表面改性技术的发展已经成为当前科技和产业内最为重要的领域之一。
聚合物材料的表面改性方法
聚合物材料的表面改性方法聚合物材料是一类具有广泛应用前景的材料，具有质轻、高强度、耐腐蚀等特点。
然而，由于其表面的化学稳定性较差，导致其在某些特殊环境下容易受到损伤。
为了改善聚合物材料的性能，人们通过表面改性方法对其进行处理，并赋予其更多的功能。
本文将介绍一些常见的聚合物材料的表面改性方法。
物理气相沉积（PVD）是一种常见的表面改性方法。
通过将金属等材料以适当的气氛转变为气体态，然后使其在高真空环境中与聚合物材料表面发生反应，从而形成一层新的材料。
PVD能够显著提高聚合物材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，PVD还可以通过控制沉积参数来调节材料层的粗糙度和结构，从而实现对材料性能的精确调控。
化学沉积是另一种常见的聚合物表面改性方法。
化学沉积利用化学反应使金属或其他材料以原子或分子的形式沉积在聚合物材料的表面上。
与物理气相沉积不同，化学沉积可以在常压或低压下进行。
化学沉积能够根据反应条件的不同，形成不同厚度、形貌和成分的材料层，从而使聚合物表面的性能得到改善。
例如，通过化学沉积薄层二氧化硅，可以增强聚合物材料的耐候性和耐磨性。
离子注入是一种通过将离子注入到聚合物表面来改变其性能的方法。
离子注入可以显著改变聚合物的化学结构和表面性质，从而实现对材料性能的调节。
通过控制注入的离子种类和能量，可以使聚合物材料表面发生化学反应，形成新的摩擦性能、光电性能等。
离子注入方法具有对材料表面改性效果持久、成本低廉等优点，因此得到了广泛应用。
高能束流 (EB) 辐照是一种利用电子束对聚合物材料进行表面改性的方法。
在高能束流辐照下，能量较高的电子束穿透聚合物材料，与其分子相互作用，从而引发一系列化学反应。
这些反应可以引起预期的表面改性效果，如增加表面粗糙度、提高耐久性和改善光学性能等。
由于高能束流辐照能够实现材料的局部改性，因此在一些特定应用中得到了广泛应用。
总之，聚合物材料的表面改性是提高其性能的重要途径。
通过物理气相沉积、化学沉积、离子注入和高能束流辐照等方法，可以赋予聚合物材料更多的功能性和改善其性能。
材料表面可控修饰新技术
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表面 引发 可 控／活 性 ” “ 聚合 方 法 之 所 以可 以通 过 单体浓 度 控 制 聚 合 物 链 的 增 长 ， 继 而 控 制 聚合 物 并
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ｌ 表面引发可控／活性” “ 聚合基本 原理
［ 收稿 日期 ］ｏ￣０ －２ ２０ －１１
［ 作者简介 ］ 正福 （９ ６ ， ， 廖 １ 一）男 副教授 ， 士 ， ６ 博 主要从事高分子 材料合成及改性方面的研究 。
维普资讯
２２ 月 ０ 年６ ０
专材 料表 面可 控 修 饰新 技 术
廖正福 （ 中山大学高分子研究所 ， 东 广州 ５０ ７） 广 １２５
聚合物表面改性及摩擦性能的研究
聚合物表面改性及摩擦性能的研究聚合物是一类重要的工程材料，广泛应用于各个领域。
然而，由于其在摩擦接触中的表面性能较差，限制了其在许多应用中的使用。
因此，对聚合物表面的改性以及摩擦性能的研究变得非常重要。
聚合物材料的表面性能直接决定了其在摩擦接触中的摩擦性能。
一般来说，聚合物表面有较高的摩擦系数和较低的耐磨性，这是由于聚合物表面的吸附能力较强，易于与其他材料接触。
为了改善聚合物表面的性能，我们可以通过不同方法进行表面改性。
一种常见的表面改性方法是物理改性。
物理改性是通过对聚合物表面进行物理处理，改变其表面形貌和化学性质，从而提高其摩擦性能。
例如，通过喷砂、电子束辐射、等离子体处理等方式，可以在聚合物表面形成微纳米级的纹理结构，从而增加其表面摩擦系数。
此外，也可以通过表面涂层的方式，将具有较好摩擦性能的材料涂覆在聚合物表面，以提高其摩擦性能。
除了物理改性外，化学改性也是一种常见的表面改性方法。
化学改性是通过在聚合物表面引入新的化学基团，从而改变其表面化学性质，提高其摩擦性能。
例如，通过聚合物表面与含有活性基团的化合物反应，可以在聚合物表面形成化学键，增加其表面摩擦系数。
此外，也可以通过在聚合物表面引入含有活性基团的交联剂，形成交联结构，从而增加其表面硬度和耐磨性。
除了表面改性外，还可以通过添加填料的方式改善聚合物的摩擦性能。
填料是一种具有较高硬度和摩擦系数的材料，当其与聚合物形成摩擦接触时，可以起到增加摩擦力和降低摩擦系数的作用。
常用的填料包括氧化铝、碳纳米管、石墨等。
将填料与聚合物进行复合，可以通过填料的优异性能来提高聚合物表面的摩擦性能。
在进行聚合物表面改性和摩擦性能研究时，需要考虑多种因素的影响。
首先，需要考虑到表面改性对聚合物本身性能的影响。
改性过程中，可能会导致聚合物性能的改变，例如导致强度和韧性的降低。
因此，需要综合考虑改性前后的性能变化，以确保改性后的聚合物依然符合应用需求。
同时，还需要考虑到改性方法的可行性和经济性。
材料表面改性技术进展
材料表面改性技术进展概述材料的表面性能对其整体性能和应用范围有着重要的影响。
为了改善材料的表面性能，提高其耐磨、耐腐蚀、耐高温、防尘、防水等特性，科学家们不断研究和开发各种材料表面改性技术。
这些技术的发展为材料制造业带来了巨大的进步和创新。
本文将介绍几种常见的材料表面改性技术及其在不同领域的应用。
1. 电子束表面改性技术电子束表面改性技术是通过使用高能电子束照射材料表面，以改变其结构和性能的一种方法。
电子束能够穿透材料表面，并与其相互作用，从而引起材料的结构改变。
这项技术主要应用于金属材料、陶瓷材料和聚合物材料的改性。
通过电子束表面改性，材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能得到显著提高，使其在航空航天、能源等领域得到广泛应用。
2. 等离子体表面改性技术等离子体表面改性技术是利用高能等离子体束对材料表面进行处理以改变其性质的一种方法。
等离子体束可以产生高能粒子和离子，通过与材料表面相互作用，改变其物理和化学性质。
等离子体表面改性技术可以显著改善材料的耐磨性、耐腐蚀性和导电性能，广泛应用于航空航天、电子、光电子等领域。
此外，该技术还可用于制备功能性涂层，如超疏水涂层、防腐涂层等。
3. 溅射表面改性技术溅射表面改性技术是利用高能粒子束轰击材料表面，并将其上的原子或分子喷射到材料表面，以改变其物理和化学性质的一种方法。
通过溅射技术，可以在材料表面形成不同组分的薄膜，从而改善材料的硬度、耐磨性、导电性等性能。
溅射表面改性技术主要应用于薄膜材料的制备和功能性涂层的制备领域。
它在集成电路、光电子、显示器等高科技领域具有广泛的应用前景。
4. 化学表面改性技术化学表面改性技术是通过在材料表面形成化学反应，改变其表面化学性质的一种方法。
这种方法广泛应用于金属材料和聚合物材料等。
通过化学表面改性，可以改善材料的抗腐蚀性、耐磨性、润滑性等性能，并赋予其特殊的功能。
例如，通过化学表面改性，可以在金属表面形成自修复涂层，增加材料的耐蚀性能；在聚合物材料上引入亲水基团，使其具有优良的润湿性能。
聚合物表面改性的技术手段及其应用
聚合物表面改性的技术手段及其应用聚合物是一种非常重要的高分子材料，广泛应用于工业、医疗和生活中。
然而，由于聚合物的物化性质和表面特性不稳定，需要对聚合物进行改性以提高其性能，使之更符合实际应用需求。
其中，聚合物表面改性技术是最具有效性和实用性的手段之一。
本文将介绍聚合物表面改性的技术手段及其应用。
1. 聚合物表面改性的技术手段1.1 化学表面改性化学表面改性是一种通过化学反应来将物质附着到聚合物表面的方法，从而改变聚合物表面的特性。
通常采用的化学表面改性方法包括：酸碱处理、溶液浸润、化学键结合等。
例如，微波辐射方法可用于对聚乙烯表面进行氧化改性，将氧原子的引入到聚合物表面，增加其亲水性。
1.2 物理表面改性物理表面改性是一种通过物理手段来改变材料表面性质的方法，可通过改变表面形貌、纹理、颜色、色泽等方面来改变物质表面性质。
例如，凸点纳米表面可增强材料的粘附性、硬度和磨损性，从而提高材料的性能。
1.3 光化学表面改性光化学表面改性是一种以光为驱动力通过化学反应来改变材料或材料表面性质的方法，可用于材料的光降解、光合成、光催化等。
例如，光降解技术可将有机分子通过可见光辐照分解成无害物质，减少聚合物的环境污染。
2. 聚合物表面改性的应用2.1 材料涂层聚合物表面改性技术可用于涂层领域，以提高涂层的附着力、耐磨性、防腐蚀性和耐老化性。
例如，在航空航天领域，采用聚合物表面改性技术制备出具有高温稳定性和防腐蚀性的涂层，可以提高航空器的性能。
2.2 生物医学材料聚合物表面改性技术可用于生物医学材料领域，以提高其组织相容性、生物降解性、生物相容性和抗菌性能。
例如，聚合物表面改性技术可以用于制备具有超支链结构的聚己内酯材料，提高其生物降解性，从而可以作为内部骨钉等医疗器械的材料。
2.3 环保领域聚合物表面改性技术可用于环保领域，以提高材料的光降解和光催化能力，减少聚合物的环境污染。
例如，通过聚合物表面改性技术制备出具有光降解能力的聚苯乙烯材料，可以在光照条件下将污染物分解成无害物质。
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聚合物材料表面改性技术的最新研究进展摘要:经过表面改性后的聚合物材料，其电学性能、力学性能等都会得到较大的提高，因而在生产生活中拥有非常广泛的应用。
多种表面改性技术被用来对聚合物的表面性质进行修饰。
本文介绍了各种表面改性技术的的研究进展，并比较了各种表面改性技术的改性机理和改性效果,最后对工业化应用中需要克服的问题和研究方向也作了展望。
关键词:聚合物材料；表面改性；改性机理；改性效果；工业化应用Abstract:After the surface modification of polymer materials, its electrical properties, mechanical properties and so on will have a larger improvement, and therefore has a very extensive application in the production and living.A variety of surface modification techniques are used to modify the surface properties of polymer.This paper introduces the research progress of all kinds of surface modification techniques, and compares the mechanism and the effect of various kinds of surface modification techniques.Finally, the problems in the industrial application which need to be overcome and research direction are also discussed.Keyboards:Polymer Materials; Surface Modification; Modification Mechanism; Modification Effect; Industrial Application0.引言聚合物材料具有质量轻便、价格便宜、绝缘性好、易于加工成型等诸多优点，在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用, 但是由于聚合物表面的一些性质如亲水性和耐磨损性较差, 限制了这些材料的进一步应用。
为了改善聚合物材料的表面性质, 需要对聚合物的表面进行改性。
聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下, 在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作, 赋予材料表面某些全新的性质, 如亲水性、耐磨性、抗刮伤性等。
1.聚合物表面改性技术概述聚合物表面改性方法很多, 大体可以分为两类：化学改性法和物理改性法。
化学改性方法主要有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、离子注入法等。
物理改性包括离子束辐照法和准分子激光刻蚀法, 还有近年来发展起来的原子力显微探针震荡法，这种改性方法不发生化学反应。
本文将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法及其改性机理和改性效果。
2.化学改性法2.1溶液处理方法2.1.1溶液氧化法溶液氧化法是一种应用时间较长的处理方法, 由于其简便易行, 可以处理形状复杂的部件, 且条件易于控制, 一直受到广泛关注。
溶液氧化法对聚合物表面改性影响较大的因素主要是化学氧化剂的种类及配方、处理时间、处理温度。
重铬酸-硫酸是最常用的氧化体系。
在体系中, 常把重铬酸钾、浓硫酸、水按质量比5:100:8 互溶: K2Cr2O7 + 4H2SO4→Cr2 (SO4) 3 + K2SO4 + 4H2O + 3[O]。
重铬酸钾和浓硫酸在混合的过程中会产生初生态的[O] , 它对聚乙烯的表面有强烈的氧化, 生成羟基、羰基、羧基等。
同时聚乙烯的薄弱界面层因溶于处理液中而被破坏, 甚至分子链断裂, 形成密密麻麻凹穴, 增加材料粗糙度, 改善了材料的黏附性。
关于重铬酸- 硫酸体系对聚乙烯表面的氧化, 也有人认为经历了另外一个途径[1]: 聚乙烯链上的—H被氧化成—OH , 羟基的生成为后续氧化提供了条件,从而在聚合物链中引入了含氧的羰基、羧基等官能团。
图1 K2CrO4-2H2SO4氧化体系氧化机理Fig 1 Oxidation mechanism of K2CrO4-2H2SO4溶液氧化法处理聚乙烯表面是一个典型的氧化反应, 反应的温度和时间对氧化处理有很大的影响, 王博等系统的研究了用重铬酸钾- 浓硫酸、高锰酸钾-浓硫酸体系处理市售农用聚乙烯薄膜表面时温度和时间对表面性质的影响[2]。
实验发现, 当氧化体系温度低于30℃时, 氧化处理基本不能发生, 温度升高,对制备氧化深度大的产品有利, 但是过高的温度会使聚乙烯表面萎缩变形, 最适宜的温度为45～60℃。
当氧化时间少于30 min时, 氧化程度很小, 几乎观察不到, 当氧化时间超过30min后, 氧化作用明显加强。
进一步的研究表明, 合适的氧化时间为45min左右。
由此可见, 表面氧化处理效果和氧化时间、氧化温度之间有一种平衡关系。
只有在一定的时间和温度范围内才能得到最佳的效果。
2.1.2溶液磺化法溶液磺化法在回收利用废旧聚苯乙烯方面有着很好的应用前景。
聚苯乙烯作为一种通用聚合物, 广泛地应用在生活用品和工业材料各个方面。
近年来其使用量日益增大, 废弃物越来越多, 给环境造成了严重污染, 由于其耐老化, 抗腐蚀, 无法自然降解, 研究废旧聚苯乙烯的回收利用变得越来越重要。
带磺酸基的聚苯乙烯能够溶于水, 可应用于阻垢剂、水增稠剂、黏合剂、浸渍剂、纺织浆糊的生产及土壤保质和石油工业等领域, 是个很有工业前景的变废为宝的产品。
目前常用的磺化剂一般为浓硫酸、三氧化硫、氯磺酸、酰基磺酸酯。
无论哪一种磺化试剂, 在磺化中起作用的是—SO3H 或SO3。
各种磺化试剂都有各自的优缺点[3] , 例如用SO3作磺化剂, 反应活化能低, 反应过快, 短时间内产生大量的热量, 导致分子相互缔合, 体系黏度大大增加; 浓H2SO4与聚苯乙烯发生磺化反应需要的活化能相对较高, 反应不易进行, 需要催化剂的催化; 用发烟硫酸作磺化剂,反应容易控制, 但生成硫酸与磺酸形成混酸, 后处理困难; 酰基磺酸酯的制备相对其它磺化试剂来说更为复杂, Carretta N等人把乙酸酐加到氮气气氛的1 , 2 - 二氯乙烷中, 冷却到0℃时再加入一定量的浓硫酸, 制备了乙酰磺酸酯[4]。
吕亮等用浓H2SO4作磺化剂在P2O5催化下研究了废旧聚苯乙烯的磺化, 探讨了反应中搅拌速度、催化剂用量、反应温度和时间、浓H2SO4用量对反应的影响, 得到了较好的磺化条件[3]。
Carretta N等人用磺化的聚苯乙烯制备了具有较好质子导电率的离子交联聚合物薄膜, 这使得它有望成为一种Nafion膜的廉价替代品应用在电化学体系中[4]。
在实验中用的磺化试剂是乙酰磺酸酯, 这种方法制备的薄膜质子导电性能优越, 与Nafion膜相差无几, 制备过程所用原料相对于光照诱导接枝方法更便宜, 整个工艺更适合大规模生产。
这些优点使得磺化聚苯乙烯薄膜有望成为一种在电化学领域广泛应用的膜材料。
2.1.3溶剂浸渍法溶剂浸渍法是用适当的溶剂处理聚合物表面, 溶剂与聚合物表面发生溶解、吸附和化学反应等作用,从而达到除污、增加粗糙度及提高表面极性等效果。
聚碳酸酯在1 , 6 -己二胺水溶液或N , N -二甲基- 1 , 3 -丙二胺水溶液中进行处理时, 会发生某种化学反应, 使表面活化。
聚乙烯在进行溶液氧化处理之前,可选用适当的溶剂, 如CCl4对聚乙烯进行预浸渍。
这样可以除掉聚合物弱的边界层, 在制品表面形成凹凸不平的孔穴, 增加表面粗糙程度, 使氧化液与制品表面接触面积增加, 从而提高氧化处理效果。
2.1.4水解法某些聚合物表面分子链经过水解能够产生极性基团, 使得表面亲水性得到改善。
例如, 聚甲基丙烯酸甲酯经过水解, 侧链上的酯基能够变成极性的羧基,使得原来疏水的表面变成一个亲水表面[5]。
聚碳酸酯膜经水解之后表面接触角有一定程度的下降, 这说明水解使得其表面亲水性得到了提高, 但是碳酸酯基团的水解程度不大, 表面改性不是十分明显。
经过水解的聚碳酸膜表面有了极性的官能团, 能够通过物理或化学方法吸附其他的聚合物电解质, 从而进一步改善表面性质。
Dauginet L等人在经水解改性的聚碳酸酯薄膜表面上吸附了PAH, 但是出人意料的是, 吸附之后的表面水接触角增加了, 这可能是由两个原因造成的: (1) PAH聚阳离子所带的电荷正好中和了聚碳酸酯水解产生的阴离子电荷, 吸附后的表面是一个不带电的中性惰性表面。
(2)如果PAH聚阳离子所带的电荷多于聚碳酸酯水解产生的阴离子电荷, 这时的原因可能PAH中的NH3+基团在吸附表面的取向是向下的, 这样, 呈现在表面的是惰性的烷基链[6] 。
溶液处理法虽然设备简单, 容易操作, 但是处理时间相对较长, 制品容易着色, 后处理需要中和、水洗、干燥, 处理液对环境污染性大。
这种处理方法目前已逐渐被取代。
2.2等离子体处理法等离子体是物质存在的又一基本形态, 由电子、离子、原子、分子或自由基等组成, 并表现出集体行为的一种准中性气体。
但是等离子体不服从经典气体规则, 因而被称为物质继固、液、气之后的第四态[7]。
气体处于强电磁场和极高的温度下会形成等离子体,其中有温度高达数千度的平衡等离子体和低于550℃的非平衡等离子体。
等离子体处理即利用等离子体对聚合物进行表面改性的方法,等离子体源一般为气体,处理可以引起表面分子链的断裂和重新交联,甚至直接引入活性基团,从而有效增大聚合物表面活性[8]。
Kim[6]和Lin等[9]分别以氧气和空气为等离子体源对PI薄膜进行表面改性,之后在其上溅射沉积得到了附着力较好的金属薄膜。
实验发现,改性后的PI薄膜表面粗糙度均显著增大,表面C=O、C-O-C等含氧基团大量生成,同时C-N基团含量减少。
他们认为,PI薄膜表面活性的增大应当是薄膜表面金属层附着力增强的主要原因。
由于等离子体处理后聚合物表面生成的活性基团不稳定,由等离子体处理获得的表面活化并不能持久保持。
Sanchis等[10]研究了低压氧等离子体处理后改性低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的老化性能,结果经过氧等离子体处理后的LDPE薄膜与金属覆层的结合强度大大增强,但一段时间后又大幅下降。
因此,采用等离子体表面改性聚合物时需考虑到活性基团的老化效应。
2.3表面接枝法表面接枝是改变聚合物疏水表面的有效方法, 接枝单体一般有马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸等。