氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究.pdf

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1、28第37卷，第4期安徽化工Vo1．37．No．42011年8月ANHUICHEMICALINDUSTRYAug．2011氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究杨光杰(中平能化集团研究院，河南平顶山467000)摘要：用氧等离子体对聚丙烯(PP)粉体进行表面处理，采用水接触角(WCA)、红外光谱(IR)对处理前后PP粉体的水接触角、表面组分的变化进行了分析。实验结果表明，随着等离子体处理时间延长，水接触角减小。IR分析表明，在氧等离子体处理中，PP粉体表面有含氧极性官能团生成，导致粉体表面水接触角减小。关键词：等离子体；聚丙烯粉体；表面处理

2、doi：10．39690．issn．1008—553X．2011．04．011中图分类号：0646．9文献标识码：A文章编号：1008—553X(2011)04—0028—03聚丙烯(PP)广泛用于制备包装和绝缘材料，但PP率源及匹配器连接。等离子体反应器由玻璃管制成。所材料表面极I生小，亲水l生差，不易被粘接，使其使用受到用气体为氧气。为使PP粉体混合均匀，使用磁力搅拌器限制。为扩大使用范围，必须对其表面进行改性。等离子进行搅拌。实验过程如下：称PP粉体10g置于等离子体体处理是改变材料表面性能的有效方法。等离子体对高反应器中，启动真空

3、泵抽真空至10Pa，通入氧气lO分分子材料进行表面处理，可以在材料表面引入羟基和羧钟以排除反应器中的空气，启动磁力搅拌，维持搅拌转基，从而改善材料的亲水性，同时材料本体结构没有受速为800转／分钟。在气体流量为10cm3／min，气体压力到破坏。等离子体与高分子材料表面接触良好是材料表为40Pa的条件下，启动射频功率源，调节放电功率和面获得有效改性的重要因素之一『11。处理时问对PP粉体进行等离子体处理。用等离子体对PP膜进行表面处理，可以改善PP膜的亲水性、印染性等[2．3】。用等离子体流化床反应器、下行床反应器对聚乙烯粉体进行表面改性

4、研究，结果发现，可以改善粉体表面的亲水性，但这些研究中气体消耗量大，粉体与等离子体的接触效果不佳，并且等离子体处理的时间较长。用等离子体对PP粉体进行处理的研究较少。本研究采用氧等离子体对PP粉体进行表面处理，气体消耗量较少且等离子体处理时间短。采用图1氧等离子体处理PP粉体装置示意图水接触角(WCA)、红外光谱(IR)分析技术对等离子体1．3表征方法处理前后的PP粉体亲水性进行了研究。用水接触角(WCA)表征处理前后PP粉体亲水性1实验部分的变化，先将双面胶的一面固定在平整的载玻片上，再1．1原料将PP粉体黏附在双面胶的另一面上，吹去多

5、余的PPPP粉体由扬子石化公司生产，粒径在120目左右。粉体[71。使用接触角测定仪测量蒸馏水与PP粉体表面之氧气纯度：99．99％。间的接触角。用红外分析仪(FTIR)检测粉体表面官能团1．2等离子体处理的变化。氧等离子体处理聚丙烯粉体装置的示意图如图12结果与讨论所示，主要由四部分组成：①射频功率源及匹配器；②等2．1接触角分析离子体反应器；③供气系统；④真空系统。其中射频功率图2是水接触角与等离子体放电功率、等离子体处源所用频率为13．56MHz，电极由铜管制成，且与射频功理时间的变化关系图。从图2可以看出，未经氧等离子收稿日期：2

6、011-05—09作者简介：杨光杰(1972一)，男，工程师，研究方向：盐化工，0375—3561056，y~shenma@163．com。杨光杰：氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究29体处理的PP粉体表面水接触角为130．2o，在等离子体子体处理PP粉体时，c—c、c—H键部分被氧化，随着等放电功率为75w，等离子体处理5min后，其接触角下离子体处理时间延长，吸收谱带强度加强，表明氧化程降到79。，表明PP粉体表面被氧等离子体处理后，亲水度加深，极性含氧官能团数量增加，以致处理后的PP粉性得到改善。随着等离子体处理时间的延长，水接触

7、角体表面接触角下降，亲水性增强。逐渐变小；当PP粉体被处理30min时，其水接触角为33．3。，其后水接触角的变化趋于平缓。表明氧等离子体对PP粉体表面的化学刻蚀与含氧极性官能团被引人到PP粉体表面处于动态平衡。从图2还可见，在15W、45W、75W等离子体放电功率下处理PP粉体30min后，其水接触角分别为48．6。、42．2。、33．3o，表明在相同的等离子体处理时间内，等离子体放电功率提高将导致水接触角的减小。这是因为功率提高后，高分子材料表面在等离子体作用下，表面粗糙程度比低功率下增加得更多的结果。图3等离子体处理前后PP粉体的红

8、外谱图3结论在氧等离子体作用下，PP粉体表面水接触角随等量离子体处理时间延长和放电功率增加而减小。水接触角l减小是因为氧等离子体引起PP粉体表面反应生成羰基l和羟基的含氧极性官能团所致。参考文