高分子材料表面改性新技术

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高分子材料的表面改性与性能

高分子材料的表面改性与性能

高分子材料的表面改性与性能在当今科技飞速发展的时代,高分子材料凭借其优异的性能和广泛的应用领域,已经成为材料科学领域的重要组成部分。

然而,高分子材料的表面性能往往限制了其在某些特定场合的应用。

为了拓展高分子材料的应用范围,提高其性能,表面改性技术应运而生。

高分子材料的表面改性是指在不改变材料本体性能的前提下,通过物理、化学或生物等方法对材料表面的化学组成、微观结构和物理性能进行调整和优化。

其目的是改善高分子材料的表面润湿性、黏附性、耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性等性能,以满足不同领域的应用需求。

物理改性方法是表面改性中较为常见的一类。

其中,等离子体处理是一种高效的技术手段。

等离子体中的高能粒子能够与高分子材料表面发生碰撞和反应,引入新的官能团,增加表面粗糙度,从而改善表面的亲水性和黏附性。

例如,经过等离子体处理的聚乙烯薄膜,其表面能显著提高,与油墨、涂料的结合力增强,印刷和涂装效果得到明显改善。

另一种物理改性方法是离子束注入。

通过将高能离子注入到高分子材料表面,可以改变表面的化学组成和结构,进而改善其性能。

比如,将氮离子注入到聚四氟乙烯表面,可以显著提高其耐磨性和耐腐蚀性。

化学改性方法在高分子材料表面改性中也具有重要地位。

化学接枝是一种常用的化学改性手段。

通过在高分子材料表面引入活性基团,然后与其他单体进行接枝反应,可以在表面形成一层具有特定性能的接枝聚合物层。

例如,将丙烯酸接枝到聚丙烯表面,可以使其具有良好的亲水性和生物相容性。

表面涂层也是一种常见的化学改性方法。

在高分子材料表面涂覆一层具有特定性能的涂层材料,如金属涂层、陶瓷涂层或聚合物涂层,可以显著改善其表面性能。

比如,在塑料表面涂覆一层金属涂层,可以赋予其良好的导电性和电磁屏蔽性能。

除了物理和化学改性方法,生物改性方法在近年来也受到了广泛关注。

生物改性主要是通过在高分子材料表面固定生物活性分子,如蛋白质、酶、抗体等,赋予材料特定的生物功能。

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究在当今科技迅速发展的时代,高分子材料作为一种重要的功能材料,广泛应用于各个领域。

然而,高分子材料的原始性质和表面特性限制了其在某些应用中的性能表现。

因此,为了满足不同领域的需求,研究人员对高分子材料的表面改性和涂层技术进行了深入研究。

高分子材料的表面改性是指通过物理、化学或生物方法对材料的表面进行处理,以改善其性能。

例如,通过高温处理、等离子体处理、激光辐照等方法可以改变高分子材料表面的化学组成、形态结构和表面能。

这些表面改性技术可以使高分子材料具有更好的耐热性、耐候性、耐腐蚀性等特性,从而提高其在航空、汽车、建筑等领域的应用价值。

另一方面,涂层技术也是改善高分子材料表面性能的重要手段。

涂层技术可以通过在高分子材料表面形成一层薄膜来增加其硬度、耐磨性、防刮擦性等特性。

常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层和复合涂层。

有机涂层主要是通过在高分子材料表面形成一层有机聚合物薄膜,如聚乙烯、聚氨酯等。

无机涂层则是通过在高分子材料表面形成一层无机材料薄膜,如氧化铝、氧化锌等。

而复合涂层则是将有机涂层和无机涂层结合起来,形成一种既具有有机涂层特性又具有无机涂层特性的复合材料。

涂层技术不仅可以提高高分子材料的表面性能,还可以改变其外观,使其具有更多的装饰性和艺术性。

在高分子材料的表面改性和涂层技术研究中,科研人员面临着许多挑战。

首先,如何选择和设计合适的表面改性方法和涂层材料是一个关键问题。

不同的高分子材料具有不同的化学结构和表面特性,需要根据具体材料的特点来选择适合的表面改性方法和涂层材料。

其次,如何实现表面改性和涂层技术的持久性和稳定性也是一个难题。

高分子材料的表面易受环境因素和使用条件的影响,因此需要对表面改性和涂层进行优化,使其在极端条件下也能保持良好的性能。

此外,如何控制表面改性和涂层的厚度、均匀性和精密度也是一个重要问题。

过厚或过薄的表面改性和涂层可能导致性能不稳定或性能下降,因此需要进行精确的控制和测量。

高分子材料改性技术

高分子材料改性技术

高分子材料的几种常用改性技术,如化学改性、共混改性、填充改性、纤维增强改性、表面改性技术。

化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。

如聚苯乙烯的硬链段刚性太强,可引进聚乙烯软链段,增加韧性;尼龙、聚酯等聚合物的端基(氨基、羧基、羟基等),可用一元酸(苯甲酸或乙酸酐)、一元醇(环己醇、丁醇或苯甲醇等)进行端基封闭;由多元醇与多元酸缩聚而成的醇酸聚酯耐水性及韧性差,加入脂肪酸进行改性后可以显著提高它的耐湿性和耐水性,弹性也相应提高。

共混是指共同混合,是一种物理方法,使几种材料均匀混合,以提高材料性能的方法,工业上用炼胶机将不同橡胶或橡胶与塑料,均匀地混炼成胶料是典型的例子,也可以在聚合物中加入某些特殊性能的成分以改变聚合物的性能如导电性能等。

在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料的过程称为填充改性。

是在塑料基体(母体)中加入模量高得多的非纤维类的材料(一般为微粒状)。

通常认为填充改性是为了降低成本而进行的,实际上很多塑料制品如果没有填充助剂的加入,很难得到符合满意的应用效果。

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用高分子复合材料是由两种或以上的高分子材料通过化学或物理方法相互交联或混合而成的材料。

由于其具有良好的性能和广泛的应用前景,近年来受到广泛的关注和研究。

其中,高分子复合材料的表面改性技术是研究的热点之一。

本文将从这个角度来探讨高分子复合材料表面改性技术的研究及应用。

一、高分子复合材料的表面改性技术概述高分子复合材料的表面改性技术是指通过对高分子复合材料的表面进行各种改性处理,以改善其表面性能,提高其耐久性、防腐性、均匀性、附着强度等特性的一种技术。

常见的表面改性技术有化学改性、物理改性、光化学改性等。

1. 化学改性化学改性是指通过化学方法对高分子复合材料的表面进行改性处理。

例如,在高分子复合材料表面涂覆一层功能性交联剂、接枝共聚等化学方法可提高其表面的化学反应性和亲水性,从而改变其表面性状,达到改性的目的。

2. 物理改性物理改性是指通过物理方法对高分子复合材料表面进行改性处理,常见的方法有离子注入、等离子体注入、电子束照射等。

这些方法可以改变高分子复合材料表面的表面形貌、表面化学成分等,从而改善其表面性能。

3. 光化学改性光化学改性是一种以光敏剂作为催化剂的表面改性技术。

通过用光敏剂涂覆高分子复合材料表面,当表面受到光照时,光敏剂将被激活并引起表面反应。

这种方法可以改变高分子复合材料表面的表面物理结构、化学成分等,从而改善其表面性能。

二、高分子复合材料表面改性技术在各个领域的应用高分子复合材料表面改性技术具有高效、可控、 low cost 等优点,已经在各个领域得到广泛应用。

1. 汽车行业高分子复合材料广泛应用于汽车制造领域。

汽车表面涂层的改性是提高其防锈性、耐久性和塑化性的重要手段之一,化学、物理和光化学技术都可应用于汽车表面涂层的改性处理。

汽车表面改性可以使汽车表面从单一化到多元化,使汽车表面更加美观、个性化,同时也能改善车身的防护性能。

2. 建筑材料高分子复合材料表面改性技术可用于改善建筑材料的防水性、耐候性、耐腐蚀性等性能,提高其耐用性和使用寿命。

高分子材料的表面修饰和性能控制

高分子材料的表面修饰和性能控制

高分子材料的表面修饰和性能控制高分子材料是一类重要的材料,在各个领域都有广泛的应用。

然而,由于其特殊的结构和性质,高分子材料的表面往往具有一定的缺陷和不稳定性,这限制了其在某些领域的应用。

为了改善高分子材料的性能,科学家们进行了大量的研究,发展了各种表面修饰和性能控制的方法。

一种常见的表面修饰方法是物理方法,如等离子体处理和激光刻蚀。

等离子体处理是利用等离子体的化学反应和能量转移来改变高分子材料表面的化学组成和形貌。

通过等离子体处理,可以在高分子材料表面形成一层致密的氧化层,从而提高其耐热性和耐腐蚀性。

激光刻蚀则是利用激光的高能量和高浓度来刻蚀高分子材料表面,从而改变其形貌和表面粗糙度。

这种方法可以用于制备具有特殊形貌和表面结构的高分子材料,如微纳米结构和光学薄膜。

另一种常见的表面修饰方法是化学方法,如表面改性和涂覆。

表面改性是通过在高分子材料表面引入新的化学基团,改变其表面性质和化学活性。

常用的表面改性方法包括化学修饰、原子层沉积和化学吸附等。

化学修饰是在高分子材料表面引入新的官能团,从而改变其表面化学性质和亲水性。

原子层沉积是利用化学气相沉积技术在高分子材料表面沉积一层原子尺度的薄膜,从而改变其表面结构和电学性能。

化学吸附是利用高分子材料表面的化学反应活性吸附特定的分子,从而改变其表面性质和分子识别能力。

涂覆是将一层特定的材料涂覆在高分子材料表面,从而改变其表面性质和功能。

常用的涂覆材料包括聚合物、金属和陶瓷等。

通过涂覆,可以在高分子材料表面形成一层致密的保护层,从而提高其耐磨性和耐腐蚀性。

除了表面修饰,高分子材料的性能控制也是一个重要的研究方向。

高分子材料的性能主要包括力学性能、热学性能和电学性能等。

力学性能是指高分子材料的强度、韧性和硬度等。

热学性能是指高分子材料的热稳定性、导热性和热膨胀系数等。

电学性能是指高分子材料的导电性、介电性和电化学性能等。

为了控制高分子材料的性能,科学家们采用了多种方法,如添加剂改性、共聚物合成和纳米填料增强等。

等离子体高分子材料表面改性技术及应用

等离子体高分子材料表面改性技术及应用

等离子体高分子材料表面改性技术及应用摘要:等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快等优点,不但能改善特定环境下高分子材料的使用性能,也拓宽了常规高分子材料的适用范围。

因此,等离子体技术在高分子材料表面改性方面的应用广泛。

本文首先介绍等离子体表面改性技术内容,进一步探讨其在市场中的应用,希望可以更好的提高该技术在市场中应用的效果,进一步促进行业的长久发展。

关键词:等离子体;高分子材料;表面改性;技术;应用引言高分子材料作为新兴材料的重要组成部分,目前被应用在多个方面,比如农业生产、工业生产以及航空航天、生物医药等领域。

等离子体高分子材料表面改性技术在保持高分子材料原有性能的前提下,可使材料表面产生一系列物理、化学变化,从而提高材料的表面性能,从而达到一定功能和用途的目的。

本文将首先论述等离子体高分子材料表面改性技术的内容,进一步探讨其在我国市场方面的应用。

一、等离子体高分子材料的表面改性技术运用等离子体技术改变高分子材料的表面性能的方法主要有三类:等离子体处理、等离子体聚合和等离子体接枝。

高分子聚合物具有分子可设计性,通过等离子体表面改性作用可以在表面引入不同的基团来改善其性能,如亲水性、疏水性、润湿性、黏结性、引入具有生物活性的分子或生物酶,提高其生物相容性等。

(一)等离子体处理表面改性等离子体处理是在利用外加电压的条件下将惰性气体NH 3、O 2、CO、Ar、N 2、H 2 等进行分子击穿,并将COOH、CO、OH、NH 2 等基团、离子及原子引入材料表面,或者在材料表面上直接产生自由基的技术方法。

新引入和新产生的自由基也可以通过化学键合方式与材料表面的一些分子相连接上,使得高分子材料获得新的表面性能。

等离子体处理能够改善高分子材料的表面性能,包括染色性、湿润性、印刷性、粘合性、防静电性、表面固化、亲水性与生物相容性及其他特性。

(二)等离子体聚合表面改性等离子体聚合是指利用等离子体中的电子、离子、自由基、光子及激发态分子等活性粒子使单体直接聚合的方法,如辉光放电产生等离子体的过程中,其电子拥有的平均能量为 1-10eV,相当于 104 -l0 5 K 的电子温度,而远比体系其他组成温度高。

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究高分子材料是一类应用广泛的材料,其特点是重量轻、性能优异、成本低廉等。

然而,高分子材料在使用过程中可能会受到外界环境的影响而导致性能下降,因此进行表面改性和涂层技术研究是非常重要的。

表面改性是指通过改变高分子材料表面的化学组成或物理结构,从而改变其表面性能的方法。

常见的表面改性方法有物理方法和化学方法两种。

物理方法主要包括等离子体处理、溶剂处理、热处理等。

等离子体处理是一种常用的表面改性方法,通过在高分子材料表面引入等离子体,使其表面发生物理和化学变化,从而实现对表面性能的改善。

溶剂处理则是通过将高分子材料浸泡在特定溶剂中,使其表面受到溶剂的溶解或浸润,从而改变表面能和粘附性能。

热处理则是通过升高材料温度,使其表面发生结构变化,从而改变表面物理性质。

化学方法主要包括接枝共聚、表面活化等。

接枝共聚是指通过在高分子材料表面引入可与高分子材料相容的单体,使其在高分子材料表面形成一层新的共聚物层,从而改变其表面性能。

表面活化则是通过给高分子材料表面引入活性官能团,使其表面具有更高的反应活性,从而实现对表面的改性。

而涂层技术是一种通过在高分子材料表面涂覆一层特殊的材料,以实现对高分子材料性能的改善和保护的方法。

涂层技术可以使高分子材料具有良好的抗氧化性、耐磨性、耐腐蚀性等性能,从而延长其使用寿命和提高其功能性。

涂层技术主要包括化学涂层方法和物理涂层方法。

化学涂层方法是指通过在高分子材料表面进行化学反应,形成一层化学键连接的涂层,从而改变其表面性能。

常见的化学涂层方法有浸渍法、喷涂法等。

物理涂层方法则是通过将特定材料以固体或气体的形态沉积在高分子材料表面,形成一层物理层,从而改变其表面性能。

常见的物理涂层方法有物理气相沉积法、磁控溅射法等。

表面改性和涂层技术的研究对于提高高分子材料的性能和功能具有重要意义。

通过对高分子材料表面进行改性和涂层,可以增加其表面粘附性和耐磨性,提高其抗氧化性和耐腐蚀性,从而增加其使用寿命和功能性。

高分子材料的表面修饰技术研究

高分子材料的表面修饰技术研究

高分子材料的表面修饰技术研究高分子材料是一种具有广泛用途的材料,其特点是具有高分子化合物的基本性质,如韧性、耐热、耐腐蚀、耐磨等。

高分子材料的广泛应用,不仅因为它的材料性能优异,还因为它的工艺性能适宜,容易生产加工。

然而,高分子材料表面缺乏化学反应的活性,对于一些需要改变表面性质的应用而言则需要进行表面修饰。

高分子材料表面修饰技术是指通过化学反应或物理方法改变材料表面性质,使之满足不同的应用需求,从而增加高分子材料的附加值。

高分子材料表面修饰技术已经融入到了很多领域中。

一、高分子材料表面修饰技术的分类高分子材料表面修饰技术可以分为化学修饰和物理修饰两大类。

其中,化学修饰是利用材料的化学反应特性,通过物理接触使其发生反应,改变材料外表性质。

物理修饰则是利用材料表面的物理力学性质,在材料表面形成一层保护膜。

1. 化学修饰化学修饰包括表面接枝、表面共聚物化、表面交联反应,烷基化等。

表面接枝是利用材料表面上的活性基团,通过引入引发剂或在表面沉积引发剂的方法,在材料表面引发自由基发生反应,形成新的分子链,从而增加它的物理化学性质。

表面共聚改性是将单体及引发剂注入到高分子材料表面上,通过构不同的单体自由基反应,使其在表面形成共聚物层,增加材料表面的性质。

表面交联反应通过在高分子材料表面引入交联引发剂,使多个分子链相互交联,从而加强材料表面的力学性能;烷基化是利用预处理剂使材料表面上的活性基团与烷基(或烷基类似物)反应形成疏水表面,使材料表面具有更好的耐磨、耐热等特性。

2. 物理修饰由于化学方法在改变材料表面性质上存在明显的局限性,首先是由于许多高分子材料表面缺乏反应活性基团; 其次是化学方法所需的条件、工艺和环保要求较高,成本昂贵。

在这种情况下,物理修饰技术成为改变材料表面性质最常用的手段。

物理修饰技术包括高分子电沉积、离子束改性、等离子体处理、放电等离子改性及接枝等。

高分子电沉积技术是一种通过电化学反应在高分子材料表面投射硬质材料,形成一层保护膜的技术。

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经含氟单体 如 CF4、CH2 F2 等气 体等离子体改 性则可氟化高分子材料表面, 增加其憎水性, 也可增 加其生物相容 性。H ochart等 [ 13 ] 利用氟化 物 ( CF4、 C6 F14和 CF4 /H2 ) 等离子体 改性聚丙烯腈 ( PAN ) 获 得氟化表面, 使接触角由原来的 63b增加到 115b, 但 加入 H 2 则氟化作 用消失。 T erlingen[ 14] 指 出, 表面 引入的含氟基团可以用氩等离子体可控除去, 由此 获得一系列不同润湿性的表面, 可作为特定场合的 生物医用材料。用全氟烃等离子体处理聚酯膜, 研 究了表面润湿性的变化对生物相容性的影响, 发现 处理后膜吸附白蛋白的保留时间延长, 增加了其抗 凝血性。
2 等离子体聚合
等离子体聚合是将高分子材料暴露于聚合性气 体中, 表面沉积一层较薄的聚合物膜。该方法具有 如下优点: 成膜均匀; 膜中无气体; 膜与基体附着性 能好; 可 进 行 大 面 积 的 涂 覆; 易 和 其 它 气 相 法 ( CVD )、真空蒸镀法等结合。等离子体聚合与通常 的化学聚合所得到的聚合物相比结构上差异很大, 其最大特点是能形成高度交联的网状结构, 热稳定 性、化学稳定性、力学强度优良。由于等离子体聚合 沉积的聚合膜在结构上与普通聚合膜不同, 因此在 性质上赋予 了新的 功能, 能改 善材 料多 方面的 性 能 [ 8- 9] 。
聚合物材料的浸润性与许多领域有关, 如印刷、 喷涂和染色等。但由于聚合物材料表面自由能低,
收稿日期: 2007- 03- 15 基金项目: 陕西省科技厅科学技术研究发展计划项目 ( 2005KW - 21) 作者简介: 孙晓宁 ( 1964- ) , 男, 硕士, 助理研究员, 从事管理工作, 电话: 13572517223。
接枝适当的单体或聚合物可改善材料的亲水或 拒水性、粘附性、耐疲劳、防腐、耐磨、导电性及选择 渗透性及生物相容性等。
面的亲水性, 而且此氨基在生理 pH 值环境下由于 质子化作用而带上正电荷, 有利于带负电荷的细胞 吸附。此外, 含氮基团可与血浆中的细胞粘附蛋白 如纤维粘连蛋白等通过氢键结合, 从而从多个方面 促进细胞在材料表面的粘附与生长。 Chu等 [ 7] 采用 氨等离子体技术修饰聚乳酸, 然后再进行人的内皮 细胞 ( H uVEC ) 和 兔 子的 微 脉 管 内 皮细 胞 ( RbMVEC ) 培养。结果显示, 经氨等离子体技术修饰聚乳 酸或用粘连蛋白 ( Fn) 复合聚乳酸再经氨等离子体 技术修饰上的 H uVEC 和 RbMVEC的增殖效果明显 优于聚乳酸或经粘连蛋白 ( Fn) 复合的聚乳酸上的 增殖效果。
Abstract: Recent progress of new technology of po lym er m aterials surface m odificat ion, nam ed p lasm a
techno logy is rev iew ed. T here are three w ays using p lasm a techno logy to m odify the surface properties o f po lym er m ateria ls, w h ich are plasm a surface treatm en,t plasm a polym erization and plasm a graft copolym er-
聚合物膜可分为极性聚合膜和非极性聚合膜。 非极性聚合膜的电介体在 生物和医药领域 作用很 大, 但其电核存储能力和存储稳定性并不令人满意; 而极性聚合膜的电介特性很好, 但价格昂贵, 因此从 实用出发, 如何提高非极性膜的电特性是很有价值 的研究工作。W ei用 SF6、O2 和空气等离子体对聚 丙烯膜表面处理, 由于改性过程中有隧道效应, 增加 了表面阱密度, 尤其是 C F 、 C C 、 C O 键 的引入, 从 而使存 储电核 的能 力和 稳定 性提高 了 50% [ 10 ] 。
氩等离子体处理过的聚氯乙烯已作为医用输血 袋使用。 L i等 [ 4 ] 运用 远程氩等离子体对聚氯乙烯 进行了表面改性, 结果表明, 聚氯乙烯表面微观形态 和表面化学成分均发生了变化, 亲水性优于常规氩 等离子体, 且没有明显的降解反应。亲水性的好坏 取决于样品所放位置、放电功率以及放电时间。远 程氩等离子体处理去氯 ( C l /C = 0. 01) 比常规等离 子体 ( C l /C = 0. 03 ) 效 果好, 且形成 的含氧 官能团 多。远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、 离子的刻蚀作用, 强化自由基反应, 使材料表面获得 更好的改性效果。此外, 等离子体还具有优良的杀 菌能力, 如用 H e、O2、A r、H 2 等离子体处理, 枯草菌 等细菌胞子可完全被杀死。
L ai等 [ 2] 通过接触角测量仪、X - 射线光电子能 谱 ( XPS) 和扫描电子显微镜 ( SEM ) 研究了微波氩等 离子体处理聚碳酸酯、聚丙烯和聚酯 的表面特性。 结果显示, 等离子体处理改变了表面的化学成分和 粗糙度, 化学成分的改变使得聚合物表面具有较高 的亲水性, 其主要原因是由于含氧基团所占比率的 增加, 这与他人的研究结果一致; 但是进一步的研究 分析表明, C O 双键是导致聚合物表面亲水性增 加的关键因素。
第 6期
孙晓宁等: 高分子材料表面改性新技术
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高分子材料表面改性新技术


孙晓宁 , 王成群
( 西安工程大学 , 陕西 西安 710048 )
摘 要: 综述了近年来高分子材料表面改性新技术 ) )) 等离子体技术表面改性 高分子材料 的最新进 展。运用等离 子体技术改变高分子材 料的表面性质的方法主要有三类 : 等 离子体 处理、等离子 体聚合 和等离 子体接 枝聚合。等 离子体技术正以其优越 性在高聚物材料表面改性方面得到越来越广泛的应用。
高分子材料由于具有良好的性能而广泛地应用 于包装、航空、印刷、生物医学、微电子、汽车、纺织等 行业, 但日益增长的工业发展水平对高分子材料的 表面性能如浸润性、粘附性、生物相容性、电学性能、 阻燃性等提出了更高的要求, 利用等离子体对其进 行表面改性已引起研究人员的广泛兴趣。
采用等离子体技术对聚合物材料表面进行改性 有许多优点, 与传统 / 湿式 0处理相比, 等离子体技 术是 / 干式 0操作, 成本低, 操作简便, 单体选择范围 大; 利用等离子体反应的特点赋予改性表面各种优 异的性能; 表面改性层厚度极薄 ( 从几纳米到数百 纳米 ), 只改变材料的表面性质, 基体的整体性质不 变; 可制得超薄、均匀、连续和无孔的高功能薄膜, 且 该膜在基体上有强的粘着力, 便于各种载体的表面 成膜。等离子体技术具有的独特表面改性效果为高 分子材料改性提供了一条新途径。
关键词: 等离子体 ; 表面改性 ; 高分子材料
中图分类号: TQ316. 6
文献标识( 2007) 06- 0003- 04
N ew Technology of P olym er M aterials SurfaceM odification
SUN X iao- n ing , W ANG Cheng- qun ( X ican Po ly technic U niversity , X ican 710048 , Ch ina)
刘际伟等 [ 3] 用射 频等离子体研 究了聚四氟乙 烯的表面改性, 测试了压剪粘接件和拉伸粘接件的 粘接强度, 发现经处理后的聚四氟乙烯粘接件的拉 伸强度得到了很大提高, 一般都在 10倍以上。
对高分子材料进行表面处理赋予材料良好的力 学、功能特性及生物相容性, 是生物材料研究中的一 个热点和发展趋势, 等离子体技术已成为研究开发 生物医学材料的热门技术, 理论和应用研究已取得 显著进展。等离子体对高分子医用材料可进行许多 改性: ¹ 改善生物相容性, 包括血液相容性、组织相 容性; º 形成交联表面层, 减少材料中低分子物的渗 透; » 提供能固定生物分子的基材, 研究较多的有聚 氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸 甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。
D elattre等 [ 12] 将等离子体聚合噻吩 ( PPT h)膜沉 积在冷轧钢表面, 用以提高与橡胶的粘结性。 PPT h 膜的 C / S为 4 B1, 与噻吩单体具有类似的组成。酸 清洗和氢等离子体预处理冷轧钢样品有助于提高粘 结性, 最佳 PPTh膜的厚度为 50 ! , 比其它等离子体 聚合膜薄, 但是粘结性更好。
ization. P lasm a techno logy has been applied in po lym er m ateria l surface m od ification m ore and m ore ex-
tens ively.
K ey w ord s: p lasm a ; surface m odificat ion ; po lym er m ateria ls
高聚物具有分子可设计性, 通过等离子体表面
作用可以在表面引入不同的基团来改善其性能, 如 亲水性、疏水性、润湿性、粘接性; 引入具有生物活性 的分子或生物酶, 提高其生物相容性。利用等离子 体技术进行高分子材料表面改性的方法通常有等离 子体处理、等离子体聚合及等离子体接枝聚合。
1 等离子体处理
等离子体处理是将材料暴露于非聚合性气体等 离子体中, 利用等离子体轰击材料表面, 等离子体中 的活性物质与高分子材料表面进行各种相互作用, 引起高分子材料结构发生许多变化, 进而对高分子 材料进行表面改性。等离子体处理能够改善高分子 材料的表面性能, 包括染色性、湿润性、印刷性、粘合 性、防静电性、表面固化等。
聚合物广泛应用于建筑材料、交通和电子工程
第 6期
孙晓宁等: 高分子材料表面改性新技术
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中, 但由于其独特的化学组成而易于燃烧, 故阻燃性 成为很重要的需求。 Jam a 等 [ 11] 在聚酰胺 6( PA 6) 聚合物表面上采用等离子体聚合法形成一层厚度为 50 Lm 的聚硅氧烷, 使热传导率下降 30% , 且产生 了许多不完全阻燃反应。
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