聚全氟乙丙烯薄膜的表面改性及其与三元乙丙橡胶的粘接

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1、山东大学硕士学位论文摘要聚全氟乙丙烯(FEP)因具有优异的化学稳定性，能耐强酸、强碱和强氧化剂而被广泛应用于防腐蚀领域；三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯以及少量非共轭双烯采用溶液法或悬浮法共聚而制得的，具有优良的化学稳定性，硫化后还具有良好的弹性，被广泛用作密封材料。这两者组成的复合材料兼具防腐蚀和密封的优异性能，可应用于氯碱工业的离子膜电解槽这类需要防腐密封的重防腐蚀领域。但是FEP作为全氟的高分子材料，和聚四氟乙烯(PTFE)一样具有极小的表面极性，很难与其他材料进行复合，因此复合之前需要预先对FEP进行表面处理。国内外对于氟塑料的表面改性研究，大部分都集中于PTFE材料，而对于FE

2、P材料的研究相对要少，FEP与EPDM的粘接也少有报道。因此，文中针对目前国内外研究较少的方面，借鉴前人的工作基础选用了化学法和电子辐照接技法研究了FEP薄膜的表面改性，探讨了FEP薄膜的改性机理，并研究了FEP与EPDM的粘接性能。传统化学法是用以四氢呋喃(THF)为溶剂的钠一萘溶液来对FEP薄膜表面进行处理的一种改性方法，具有操作简单，效果快速直接的优点，因此在国内被广泛采用。但此法存在诸多不足，如暴露在空气中失效较快、反应迅速不易控制、处理之后薄膜呈现褐色、溶剂易挥发且具有一定毒性等。为此，文中研究了采用稳定、无毒的非醚类有机物1，3．二甲基．2．咪唑啉酮(DMI)作为溶剂制取钠一萘处

3、理液，并将其表面改性的效果与用TI-IF溶剂钠一萘处理液的改性效果作了比较。结果发现，除了在润湿性能方面以THF为溶剂的处理液稍占优势以外，在被处理薄膜与EPDM的粘接方面．，DMI为溶剂的处理液处理得薄膜与EPDM的粘接强度要好于以THF为溶剂的处理液，并且处理液的保存时间以DMI为溶剂的处理液明显优于以THF为溶剂的处理液。此外，文中还研究了处理液浓度对表面改性效果的影响，发现润湿角和与EPDM的粘接强度均在相同的浓度处达到最佳值。文中通过对改性后FEP薄膜的红外光谱分析认为，改性薄膜表面的部分F原子被H原子所取代产生了CH2基团，从而使得薄膜的表面性质得到改善，从而也与EPDM形成了良

4、好的粘接复合。利用电子辐照对FEP薄膜进行改性时，合适的辐照剂量和能量的电子束可以在薄膜的表面产生阴离子型自由基，这些自由基很不稳定，可以用来与小分子山东大学硕士学位论文的单烯类有机物接枝。本文在空气环境中用能量为1．2MeV的电子束对FEP薄膜分别进行了剂量为300kGy和250kGy的辐照，并在辐照之后分别与丙烯酰胺和甲基丙烯酸进行了接枝。文中对改性后的薄膜进行了XPS分析，并对改性效果进行了测试。XPS分析显示，FEP薄膜经过辐照接枝处理之后，表面引入了除C、F以外的其他原子，特别是在和丙烯酰胺接枝以后，薄膜表面出现了N原子，这说明确实有丙烯酰胺接枝到了辐照FEP薄膜的表面，且原子数相

5、对比F／C从改性前的1．95降低到改性后的0．914。改性薄膜的润湿性能得到了较大的改善，蒸馏水在薄膜表面的润湿角从改性之前的128．4。降低到了改性后的约85。；与EPDM的粘接性能也有了一定程度的改善，但其粘接强度明显不够，还需要作进一步的研究。关键词：FEP薄膜；三元乙丙橡胶；钠一萘溶液；电子辐照接枝；粘接强度Ⅱ山东大学硕士学位论文AbstractPoly(tetranuoroethylene-CO-hexafluoropropylene)(FEP)，aperfluorinatedpolymer,iswidelyusedinanticorrosionfieldduetoitsexcel

6、lentchemicalstability,resistancetos仃ongacid,alkaliandstrongoxidizer．Ethylene·Pmpylene·DieneMonomer(EPDM)，madebysolutionOrsuspensioncopolymerizationwithethylene，pmpyleneandasmallamountofnon-conjugateddoubleolefin,iswidelyusedassealingmaterialbecauseofitsexcellentchemicalstabilityandgoodelasticityaft

7、ervulcanization．ThecompositematerialscomposedofFEPandEPDM,haveexcellentanticorrnsionandsealingperformance,canbeusedinheavyanticorrosionfieldswhichneedanticorrasionandsealingsuchastheion-exchangemembraneelec