马来酸酐等离子体聚合改性聚丙烯多孔膜的表面结构与亲水性
PET薄膜表面多孔结构的有效调控及成孔工艺
2.1 PET 薄膜表面成孔形貌及工艺优化 2.1.1 浸泡时间对 PET 多孔薄膜成孔速率的影响
图 1 为在浸泡不同时间的情况下 PET 多孔薄膜 的 SEM 图。本实验制备的是多层 PET 多孔薄膜，所以 当浸泡时间较短时，薄膜表层的 PEG 无法萃取出来。 随着浸泡时间的增加，薄膜内层的 PEG 逐渐在表层形 成凸起。当浸泡时间达到 48 h，薄膜表层孔洞已基本 形成，内层孔洞部分形成。当浸泡时间达到 72 h 以上， 薄膜表面已经形成均匀的微孔。
film at different soaking time
2.1.2 萃取液比例对 PET 多孔薄膜成孔及孔径分布 的影响
图 2 为不同萃取液比例的 PET 多孔薄膜表面形 貌 SEM 图。
由于 PEG 易溶于醇等有机溶剂，所以选择醇类溶 剂对制备的膜样品中的 PEG 进行萃取。由图 2 可见，
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Abstract：To explore the influence of different process conditions on the porous surface of polyethylene terephthalate 渊PET冤 film袁 PET film was used as the base material袁 and the porogenic agent polyethylene glycol 渊PEG冤 was added into PET film by coating method. The PET porous film with different pore size structure and uniform dispersion was obtained by the process optimization of PEG mass percentage袁 extraction liquid proportion袁 extraction soaking time袁 selection of PEG molecular weight. S4800 field emission scanning electron microscope 渊SEM冤袁 DSA100 automatic micro-dynamic contact angle measuring instrument and universal tensile machine were used to test and analyze the surface morphology and properties of the samples. The results showed that the pore forming properties of the prepared films were better when the films were immersed in the mixed solution of V ethanol 颐 V glycerol = 4 颐 1 for more than 72 h. When PEG with a mass percentage of 8% was added to the scraping solution袁 uniform micropores were obtained on the surface of PET film. By adjusting the relative molecular weight of PEG袁 the film surface can be equipped with micropores of different pore sizes of 50-300 nm袁 which can effectively control the micropores on the surface of PET film袁 and the hydrophilicity and hydrophobicity of the film surface can also be changed.
高分子材料改性课程论文聚丙烯的亲水性改善研究
高分子材料改性课程论文专业：材料科学与工程学生姓名：学号：导师：聚丙烯的亲水性改善研究摘要：聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。
本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。
关键词：聚丙烯；亲水性；接触角；共混改性；因为PP不含任何极性基团而难以和金属"玻璃粘结，难以和其他许多高聚物"无机填料相容; 也难于进行印刷染色等!这些缺点限制了聚丙烯在某些领域中的应用!表面接枝法可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联! 改性后的表面具有极性和亲水性，从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术!PP接枝改性产物还可经压膜" 磺化"碱洗等工艺制得亲水性较好的离子交换膜，与亲水性差的膜相比具有容量大"高洗脱率"高再生率的特征!聚丙烯(PP) 材料作为第三大通用塑料，具有机械性能、耐腐蚀性及电绝缘性优良，无毒性、易加工及价格低廉等优点，受到广大学者及工业领域的极大青睐。
其薄膜、纤维、非织造布、片材及各种制品在日常生活中被大量应用。
其中，聚丙烯微孔膜主要用于锂离子电池隔离膜[1]、废水处理、气体分离等领域。
但是由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有( 31 ～34) ×10–5 N/ cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且导致其表面和溶质:之间存在憎水性相互作用，进一步导致膜污染现象。
膜污染将导致在水处理过程中膜清洗的次数和维护费用增加，甚至会产生不可逆的破坏，降低膜的使用寿命，从而限制了其在工业中的应用。
pp增韧及pp、pe共混
PP增韧及PE/PP共混改性研究摘要：从塑料增韧聚丙烯(PP)体系（主要是与PE共混）、橡胶或热塑性弹性体增韧PP体系以及无机刚性粒子增韧PP体系3个方面详细论述了国内外PP共混增韧改性的研究进展。
采用塑料类作为改性剂增韧PP，虽可增韧，但是由于体系的不相容性，往往要大量使用改性剂或添加相容剂。
PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%～40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。
使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。
但由于随着弹性体用量的增加，体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。
此外，还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。
关量词：聚丙烯增韧聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一，广泛应用于工业生产的各个领域。
PP生产工艺简单，价格低廉，有着优异的综合性能。
而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著，即缺口冲击强度较低，尤其在低温时更为突出，因此在实际应用中需要进行增韧。
PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。
共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混，以此改善PP的韧性。
常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。
1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂．不仅可以达到增韧的目的，而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善，且价格较为低廉。
应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。
但由于他们与PP的不相容性，要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。
1．1PP／聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。
等离子体引发HEMA的RAFT接枝聚合改性聚丙烯多孔膜
等离子体引发HEMA的RAFT接枝聚合改性聚丙烯多孔膜黄杰;汪思孝;黄健;王晓琳【摘要】采用等离子体引发的可逆加成-断裂链转移(RAFT)接枝聚合法,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,对聚丙烯(PP)多孔膜表面作了亲水改性.研究了接枝聚合动力学,并以FT-IR、SEM、压汞、水通量等方法研究了改性膜的表面结构形态及孔结构.结果表明,等离子体引发的RAFT接枝聚合速率显著低于普通等离子体引发的接枝聚合速率.表面接枝率随着接枝聚合时间的延长呈线性增长趋势,同时改性膜的孔径和水通量随之减小.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】5页(P151-155)【关键词】RAFT接枝聚合;等离子体引发;多孔膜;孔径控制【作者】黄杰;汪思孝;黄健;王晓琳【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;清华大学化学工程系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O63可逆加成－断裂链转移（RAFT）自由基聚合属于可控－活性聚合。
在聚合过程中（图1）［1］，增长链自由基（Pm·）与自由基中间体（Pm－（X·）－Pn）间建立了快速的可逆加成－断裂链转移反应，可有效抑制自由基的双基终止，使单体均匀地链增长，得到窄分子量分布（PDI）的聚合物［2］。
适合RAFT可控－活性自由基聚合的单体多，聚合工艺简单，可采用普通自由基聚合方法，如本体、溶液、悬浮、乳液等方法实现聚合［1，3］。
等离子体表面改性技术包括等离子体表面处理、等离子体表面聚合、等离子体引发的表面接枝聚合等，现已成为聚合物多孔膜表面的重要改性方法［4］。
虽然等离子体引发聚合存在活性种寿命长、溶剂效应强烈、单体选择性显著等普通自由基聚合机理所不能解释的现象［5］，但一般仍认为等离子体引发产生的活性种属自由基结构［6］。
聚丙烯改性
专业：08高分子1班学号：08206020135 姓名：金从伟聚丙烯改性引言：聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能而获得广泛应用。
是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。
聚丙烯的主要应用领域为学向拉丝制品，膜片制品及包装容器制品。
但近年来将普通聚丙烯经过填充、增强、共混改性再作为原料制作汽车，电器．仪表等工业配套零部件也已成为其主要的应用领域。
关键词：聚丙烯;改性1.物理改性物理改性由于工艺过程简单，生产周期短。
所制得材料性能优良。
近年来已成为高分子材料一个新的研究热点。
常用的改性方法主要有共混改性、填充改性、增强改性等。
1.1 共混改性共混改性是将聚丙烯与橡胶或其它热塑性树脂的弹性体共混制备共混物。
最古老和最简单的方法是机械掺合法。
共混改性可明显改进低温脆性、冲击强度和耐寒性等。
如聚丙烯与乙丙橡胶顺丁橡胶、聚异丁烯等共混，可提高冲击强度3～7倍，提高耐寒性8～ l0倍。
聚丙烯除了二元共混体外，还采用了三元共混体系。
如玻璃纤维增强聚丙烯和橡胶共混，不但改善了冲击韧性和耐寒性，同时刚性和抗蟠变性能也得到保证，其制品的力学性能可与ABs相媲美。
1．2填充改性为了开拓聚丙烯在工程塑料应用领域中的用途，需要提高聚丙烯的刚性和耐热性，可以添加填充材料，如滑石粉、碳酸钙硫酸钡、云母、石膏、石棉、术粉、炭黑、硅藻粉和高岭土等。
填充性主要是提高聚丙烯的刚性、耐热性和尺寸稳定性，并可降低成本1．3增强改性用玻璃纤维和碳纤维作为增强材料，其最大特点是基体树脂聚丙烯的化学稳定性强，可提高抗张、抗弯曲和冲击强度，降低成型收缩率。
经增强后的聚丙烯，其性能与尼龙、聚甲醛、聚碳酸脂等工程塑料相当。
玻璃纤维增强聚丙烯既保持了聚丙烯成本低的特点，且在玻璃纤维增强热塑性塑料中，其比重最小，困而在重量和秽_格上占有优势，且具有流动性大、成型条件幅脚宽、耐水性和耐化学侵蚀性好的特点。
所以，聚丙烯中添加玻璃纤维后，其耐热刚性、尺寸稳定性、耐蠕变性和机械强度等都有很大的提高，可作为工程塑料而广泛应用。
低分子量马来酸酐化聚丁二烯橡胶改性聚丙烯增韧尼龙6的性能
将原料 Ｐ Ｐ 、 ＭＬ Ｐ Ｂ、 ＤＣ Ｐ按 配 比 预 混合 均匀 然后 加 入双 螺杆 挤 出机 中进行 反 应挤 出 ， 挤 出温
效率给增韧体系带来了明显的刚性损失 ， 在增韧 体系 中减少橡胶的用量 以期获得材料刚性和韧 性的平衡 。 Ｋ ｅ 等制备 了以 Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ为核、 马来酸酐 化的低分子量聚丁二烯（ ＭＬ Ｐ Ｂ ） 为壳 的核壳结构
第３ １ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 ３月
胶体与聚合物
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｏ ｉ ｄ＆ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ
Ｖ ｏ １ ． ３ １ Ｎ ｏ ． １
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ — １ ８ １ ５ ． ２ ０ １ ３ ． Ｏ １ ． ０ ０ ９
过氧化二异丙 苯（ Ｄ Ｃ Ｐ ） ： 分析纯 ， 北京 化工 厂； 聚丙烯 （ Ｐ Ｐ ） ： ４ ２ ２ ０ ， ＭＦ Ｒ ＝ Ｏ ． ５ ｇ ／ １ ０ ｍ ｉ ｎ（ ２ ３ ０ ℃， ２ ． １ ６ Ｋ ｇ ） ，北京燕山石化有限公司；尼龙 ６ （ Ｐ Ａ ６ ） ：
Ｇ ｒ ａ ｄ ｅ Ｍ２ ８ ０ ０ ， ＭＦ Ｒ＝２ ． ｏ ｇ ／ １ ０ ｍｉ ｎ（ ２ ３ ０ ℃ ， １ ． ２ ｋ ｇ ） ，
性， 研究了 Ｐ Ｐ ／ Ｐ Ａ ６ 共混体系的增韧失效机理。
１ 实验部分
１ ． １ 实验原 料
冲击强度采用 Ｚ ｗ ｉ ｃ ｋ冲击测试仪进行测试 ， 测试 温度范围为 ． ４ ０ ＂ Ｃ ￣ ｊ ｌ ４ ０ ＂ Ｃ；拉伸性能采用 ｈｓ ￣ ｏ ｎ 电子拉力机进行测试 ， 拉伸速率为 ２ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。
熔融纺丝拉伸法制备PP
2. 1 PP / PPOH 中空纤维膜的表面分子组成
初纺中空纤维膜裁剪成长度为 60 mm 纤维膜,用
谱区域中,纯 PP 不存在伸缩振动峰,PPOH 则在
将热处理温度 130 ℃ 下处理后的 PP / PPOH
从图 1 可以看出:在 3 100 ~ 3 700 cm -1 的光
电子万能材料试验机在室温下冷拉伸 25%;然后
的速率从 40 ℃ 升至 200 ℃ ,再降至 40 ℃ ,然后升
至 200 ℃ ,记录所有 DSC 曲线。
表面 形 貌: 使 用 刀 片 划 开 PP / PPOH 中 空
纤维膜 并 露 出 内 表 面, 用 无 水 乙 醇 浸 泡 清 洗
图 1 PP / PPOH 中空纤维膜的红外光谱
Fig. 1 Infrared spectra of PP / PPOH hollow fiber membranes
、本体改性
[6-7]
、共混改性
[8-9]
等。 其中,
化学接枝改性利用臭氧气体、高能射线辐射、等离
为 6 g(10 min) 、质量分数为 2%时,微孔膜水蒸气
作者根据片晶分离致孔的机理,利用羟基化
改性聚丙烯( PPOH) 与 PP 共混,通过熔融纺丝拉
伸工艺制备 PP / PPOH 中空纤维膜,探究制备过
纤维膜放 入 烘 箱 中, 温 度 分 别 设 定 为 120,130,
式中:A 为膜面积,t 为过滤时间。
然冷却至室温,处理后得到的 PP / PPOH 初纺中
2 结果与讨论
140,150 ℃ ,在无应力状态下等温热处理 1 h 后自
(1)
(2)
空纤维膜试样分别标记为 1 # 、2 # 、3 # 、4 # 。
聚丙烯接枝聚乙二醇改性聚丙烯微孔膜
聚丙烯接枝聚乙二醇改性聚丙烯微孔膜许淑义;徐祥;朱菊芳;王素贞;俞强【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2017(33)8【摘要】以聚丙烯接枝聚乙二醇(PP-g-PEG)对聚丙烯共混改性,通过单向拉伸工艺制备亲水性聚丙烯微孔膜。
使用压汞仪、扫描电镜、Gurley值和水蒸气透过率表征微孔膜的孔结构和透过性能,研究PP-g-PEG含量、PEG接枝率及链长对微孔膜孔结构、水蒸汽透过率及锂电池性能的影响。
结果表明,对于接枝率为0.78%的PP-g-PEG,随着添加剂PP-g-PEG含量增加,微孔膜孔隙率和微孔尺寸下降,反映孔道结构的曲挠度及喉孔比上升;微孔膜孔结构与亲水性的综合作用导致水蒸气透过率在PP-g-PEG含量为2.5%时达到最大值。
PP-g-PEG含量为2.5%和5.0%的微孔膜组装的锂电池具有较低的电荷转移电阻和较高的充放电比容量,电池性能优于未改性微孔膜组装的电池。
提高PEG接枝率使得改性微孔膜孔结构有所变差,但是水蒸气透过率提高,组装电池的性能也更好。
长PEG侧链PP-g-PEG对微孔膜孔结构的破坏程度大于短PEG侧链PP-g-PEG,导致组装电池的性能变差。
【总页数】6页(P102-107)【关键词】聚丙烯微孔膜;聚丙烯接枝聚乙二醇;孔结构;亲水性;锂电池【作者】许淑义;徐祥;朱菊芳;王素贞;俞强【作者单位】常州大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14【相关文献】1.聚丙烯微孔膜表面的可控接枝改性 [J], 王标;刘兰勤;唐照奇;黄磊;宇海银2.MBA接枝聚丙烯微孔膜的亲水改性研究 [J], 李承斌;尹艳红;王辉;董红玉;曹朝霞;谷继峰;杨书廷3.丙烯酰胺/N,N-亚甲基双丙烯酰接枝共聚合改性聚丙烯微孔膜 [J], 邓秀玲;蒋姗;俞强4.马来酸酐/N-乙烯基吡咯烷酮双单体接枝聚丙烯的制备及对聚丙烯微孔膜的亲水改性 [J], 夏艳平;纪波印;陈慧蓉;马文中;曹峥;陶国良5.两亲性改性剂聚丙烯接枝聚乙烯基吡咯烷酮的制备及对聚丙烯微孔膜结构和亲水性能的影响 [J], 陶国良;倪唐;朱兆奇;夏艳平;马文中因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第25卷第1期高分子材料科学与工程Vol.25,No.1 2009年1月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GJan.2009马来酸酐等离子体聚合改性聚丙烯多孔膜的表面结构与亲水性马 骏1,王 伟1,黄 健1,王晓琳2(1.南京工业大学材料学院,江苏南京210009; 2.清华大学化学工程系,北京100084)摘要:以马来酸酐为单体,采用低温等离子体聚合的方法对聚丙烯(PP )多孔膜的表面进行改性。
红外光谱(FT 2IR )和扫描电镜(SEM )等结果表明,马来酸酐以双键聚合,同时伴随着酸酐的开环。
低处理功率时以表面聚合为主,酸酐结构破坏较轻,延长聚合时间可以提高聚合量;高处理功率时以气相聚合为主,酸酐结构的破坏加剧,易产生交联结构。
马来酸酐等离子体聚合物水解后可产生羧基,但水解作用并不完全,膜表面的亲水性与等离子体聚合条件及聚合物结构紧密相关。
关键词:等离子体聚合;马来酸酐;聚丙烯多孔膜;亲水化改性中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2009)0120016203收稿日期:2007212212基金项目:973资助项目(2003CB615701);国家自然科学基金资助项目(20476045)通讯联系人:黄 健,主要从事功能高分子材料研究, E 2mail :jhuang @ 对于疏水性的聚合物多孔膜,水不容易通过膜的微孔通道,同时膜表面还易受到有机物的污染,这些因素限制了膜在水体系中的应用,因此有必要对其表面进行亲水化改性[1]。
低温等离子体表面处理技术操作简便、经济、环保,只在材料的表面几个纳米至100nm 的区域产生物理或化学变化[2]。
近年来发现等离子体处理作用能够深入多孔膜的膜孔[3],等离子体技术已成为聚合物多孔膜表面改性的重要手段。
马来酸酐富含极性基团,适合于材料表面的亲水化处理[4]。
本文以马来酸酐为单体,用低温等离子体聚合的方法,对聚丙烯多孔膜进行了表面改性。
研究了等离子体聚合的时间、功率等工艺参数对改性表面的化学结构、形态结构及表面亲水性能的影响。
1 实验部分1.1 实验原料聚丙烯(PP )中空纤维膜:浙江大学,外径290μm ,内径240μm ,孔隙率40%～50%,平均孔径0107μm ;马来酸酐(MAH ):分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司,减压蒸馏精制。
1.2 膜表面的马来酸酐等离子体聚合采用自制的低温等离子体发生器,频率13156MHz ,电容偶合式。
反应器长15cm ,内径215cm 。
在反应器底部放置固体的马来酸酐单体,中部放置聚丙烯多孔膜,间断抽真空,将反应器置换为马来酸酐气氛。
在3Pa 条件下对聚丙烯多孔膜进行表面改性。
1.3 改性膜的表面分析在美国Nicolet 公司的N EXUS670型红外光谱仪(F T 2IR )上,用表面衰减全反射(A TR )技术对改性膜表面进行红外分析,分辨率4cm -1,波数范围4000cm -1～400cm -1。
改性膜表面经喷金处理,在日本电子公司的J SM 25900型扫描电镜仪(SEM )上观察改性膜的表面形态。
聚丙烯多孔膜经热熔压片后进行类似的等离子体表面处理,在美国Ram é2Hart 公司的100200230型接触角仪上测试水接触角,结果取5次平均值。
2 结果与讨论2.1 改性膜表面的FT 2IR 分析Fig.1为马来酸酐等离子体处理条件对改性表面化学结构的影响。
与谱图1的原始膜比较,改性膜在1850cm -1、1780cm -1、1730cm -1、1290cm -1、1240cm -1和1060cm -1等处出现了新峰。
对比谱图7的马来酸酐单体红外谱图,1850cm -1为酸酐不对称C =O 的伸缩振动峰,1780cm -1为酸酐对称C =O 的伸缩振动峰,1290cm -1为酸酐C -O 的伸缩振动峰,1240cm -1和1060cm -1为酸酐C 2H 的变形振动峰[5],表明膜表面沉积了马来酸酐聚合物。
另外马来酸酐单体在3190cm -1、3130cm -1处C =C 键上的C 2H 伸缩振动峰经聚合后消失,说明在等离子体的作用下,马来酸酐的双键打开并聚合。
改性膜表面在1730cm -1处的峰位为酸酐开环形成羧酸结构C =O 的伸缩振动峰[6],表明等离子体不仅引发双键聚合,对马来酸酐还有开环作用。
随着处理时间的延长(谱图2～4),聚合物结构中1780cm -1、1290cm -1和1240cm -1等峰位均有增加的趋势,同时酸酐/羧酸的相对比例(1780cm -1/1730cm -1)变化不大,说明在10W 的较低处理功率下,延长处理时间主要是提高膜表面马来酸酐的聚合量,并不会加剧酸酐结构的破坏。
与谱图3的10W 改性表面相比,谱图5的50W 改性膜在1850cm -1、1780cm -1等代表酸酐结构的峰位降低,同时代表羧酸结构1730cm -1处的吸收峰增加,说明较高的等离子体处理功率易导致马来酸酐单体或其聚合物的酸酐结构开环。
谱图5中马来酸酐聚合物在1850cm -1～1050cm -1区域加宽的峰形说明产生了交联结构[7]。
Fig.1 ATR FT 2IR spectra of porous PP membranes modif ied by MAHplasm a polymerization1:PP substrate membrane ;2:10W ,0.5min ;3:10W ,1min ;4:10W ,2min ;5:50W ,1min ;6:10W ,2min ,after hy 2drolyzed ;7:maleic anhydridemonomerFig.2 SEM micrographs on modif ied surfaces of porous PP membrane by MAH plasm a polymerization2.2 改性膜表面的SEM 分析Fig.2为不同等离子体处理条件下改性膜表面的SEM 照片。
在10W 、015min 处理条件下(Fig.2B ),载体膜表面的致密层(Fig.2A )遭到破坏,露出下面的多孔隙结构,这是马来酸酐等离子体对载体膜表面刻蚀作用的结果[8]。
延长处理时间到1min (Fig.2C ),膜孔结构变得不清晰,膜表面沉积的马来酸酐等离子体聚合物增多。
说明在较低的等离子体处理功率下,延长处理时间可提高马来酸酐的聚合量,与上述F T 2IR 的结果相符。
处理功率增加到50W ,马来酸酐聚合物的形态从薄膜状(10W ,Fig.2C )转变为粉末状(50W ,Fig.2D ),这种等离子体处理功率对其聚合物形态的影响与单体的聚合场所有关。
低处理功率下易发生表面聚合,高处理功率下易发生气相聚合[2]。
气相聚合时,粉末状的聚合物从气相中析出并在载体的表面形成了颗粒状的聚合物形态。
2.3 改性膜表面的亲水性在Fig.1改性表面的F T 2IR 中,与水解前改性表面(谱图4)相比,水解24h 后改性表面(谱图6)马来酸酐等离子体聚合物的酸酐结构可被水解为羧基71 第1期马 骏等:马来酸酐等离子体聚合改性聚丙烯多孔膜的表面结构与亲水性(1730cm-1),但仍有部分酸酐结构被保留(1780 cm-1)。
马来酸酐等离子体聚合物的交联结构抑制了水分子向内部扩散,导致水解程度不完全。
Tab.1为水解24h后改性表面的接触角数据。
由于表面产生了羧基,改性表面获得了亲水性。
随等离子体处理时间的延长,改性表面的聚合量增加,接触角呈降低趋势;随等离子体处理功率的提高,聚合物中的交联结构增加,结果酸酐的水解率下降,接触角呈上升趋势。
T ab.1 E ffects of plasm a treatment on w ater contactangles of modif ied PP surfacesPlasma power(W)Plasma time(min)Contact angle(°)Substrate membrane92.410124.710220.150135.33 结论在等离子体的作用之下,马来酸酐以双键聚合,同时伴随着酸酐的开环。
较高的处理功率会加剧酸酐结构的破坏,且聚合物易产生交联结构。
马来酸酐等离子体聚合时,低处理功率下以表面聚合为主,易形成薄膜状的聚合物;高处理功率下以气相聚合为主,易形成粉末状的聚合物。
马来酸酐等离子体聚合物的酸酐结构水解后可产生羧基,但限于等离子体聚合物的交联结构,这种水解作用并不完全。
由于表面引入了羧基,改性表面的水接触角降低到20.1°。
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