低温等离子体处理及接枝聚合对聚合物表面改性的研究

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1、山东大学硕士学位论文低温等离子体处理及接枝聚合对聚合物表面改性的研究姓名：王鲁艳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：施来顺20070512山东大学硕士学位论文低温等离子体处理及接枝聚合对聚合物表面改性的研究中文摘要本论文主要研究了低温等离子体处理对聚合物表面失重率与化学结构的影响以及等离子体引发单体接枝聚合对聚合物的表面改性．首先，本文详细研究了氩气等离子体对PE的表面改性，并利用A1限．FTIR对～等离子体对PE表面的作用机理作出了分析．氩气等离子体处理PE时，当处理时间为70-120s时，失重率达到最大值，当处理功率为62W时，失重率达到最大值。经氩气等离

2、子体处理，在PE表面产生了新的化学结构。过氧键峰面积的影响规律与失重率相同，当处理时问为70-120s时。过氧键峰面积达到最大值。处理功率为62．72W时，过氧键峰面积达到最大值．PE经处理，在1640cm一、1549cm"1和1528cm"1处出现了C=C不饱和双键吸收峰，处理时间为60-70s时，碳碳双键峰面积达到最小值，处理功率为62．72W时，碳碳双键峰面积达到最大值。PE经处理后，2916cm"‘亚甲基的非对称伸缩振动、2848cm"1亚甲基的对称伸缩振动、1463cln"1亚甲基的非对称变角振动及719crn‘1亚甲基的面内摇摆振动吸收峰强度都大大降低，

3、处理时闻为120s时，吸收峰面积最大，处理功率为62W时，吸收峰面积最大．其次，本文详细研究了氮气等离子体对PE的表面改性，并利用腮F1取和AFM对N2等离子体对PE表面的作用机理作出了分析．实验表明，PE失重率随等离子体处理时间的延长而增加，当处理时间为30s时，失重率达到极大值，60s时有极小值，120-480s时失重率基本保持不变。经氮气等离子体处理，在PE表面产生了新的化学结构。当处理时间为90-210s时过氧键峰面积较小，在300s时出现极大值。经处理，PE表面在1630crn4和1550cm"1处出现了C=C不饱和双键吸收峰，处理时间为30s时达到极大值

4、，60-120s时峰面积较小，300s时出现极大值。处理后，2916cm"1亚甲基的非对称伸缩振动、2848cm’1亚甲基的对称伸缩振动、1463em"1亚甲基的非对称变角振动及719c-m"1亚甲基的面内摇摆振动吸收峰强度都大大降低，其变化规律与失重率随时间、功率的变化规律相似．PE经处理后，在1340cm"1处出现了--N02伸缩振动吸收峰，在1270cm"1处出现了C—N伸缩振动吸收峰，处理时间为30s时，吸收峰面积有极大值．90s时有极小值，300s时有极大值．PE失重率随氮气等离子体处理变化规律为：当处理功率为35W时，失重率达到极大值，75W时失重率达到

5、极小值．而氮气等离子体处理功率对过氧键、碳碳双键、硝基和C—N键吸收峰面积的影响规律皆与失重率相同。山东大学硕士学位论文另外，本文详细研究了等离子体引发单体接枝聚合对聚合物的表面改性。选取PE为聚合物底材接枝甲基丙烯酸(MAA)，利用ATR-FTIR分析证明了烯类单体己接枝到聚合物薄膜样品表面。详细研究了接枝反应条件对接枝率的影响规律，如接枝反应温度、反应时间、单体浓度和溶剂。反应温度愈离，接枝率愈大。当反应温度达到溶液的沸点时，接枝率急剧增大：随着时间的延长，接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随单体浓度的增大而增大。溶剂对接枝反应有较大的影响。当选用(醇+水)

6、作为混合溶剂时，按枝率随着水与醇的体积比R(R寻V磁o％，H斛loH)的增力Ⅱ而增加，并呈现出线性的上升趋势。当体积比R为o(即选用醇作为单一溶剂)时，PE接枝甲基丙烯酸的接枝率均为零．在相同体积比R的情况下，选用(醇+水)混合溶剂时的接枝率变化规律为：PE—g—MAA：(异丙醇+水)>(甲醇+水)>(乙醇+水)2关键词：等离子体；表面改性；接枝；聚合；聚乙烯；甲基丙烯酸山东大学硕士学位论文TheInvestigationofPolymerSurfaceModificationbyColdPlasmaTreatmentandGraftingPolymerizatio

7、nABSTRACTThispaperreportstheinfluenceofcoldplasmatreatmenttothemasslossratioandsu_rfacechemicalstructureofpolymer,andthepolymersurfacemodificationbyplasma-inducedgral：IiIlgpolymerization．First,thispaperstudiedthesurfacemodificationofargonplasmatopolyethylene，andanalyzedthemechanismof