聚酯薄膜光化学接枝共聚改性的研究.pdf

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1、4工程塑料应用2011年，第39卷。第l2期聚酯薄膜光化学接枝共聚改性的研究刘向东盛德鲲谈娟娟高秀梅杨宇明(中国科学院长春应用化学研究所，长春130022)摘要研究了光化学引发聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜与丙烯酰胺(AM)接枝共聚的改性方法，探讨了预辐、照时间及表面结晶结构对接枝率的影响。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、射线光电子能谱及接触角测试结果表明，接枝后PET表面粗糙度及亲水性都有较大改善。实验证明，氮气保护下对PET进行预辐照处理，增加了表面无定形区含量，提高了AM的接枝率。关键词聚对苯二甲酸乙二

2、酯薄膜丙烯酰胺紫外光接枝亲水改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种常用的高微镜(SEM)考察了接枝膜的表面形貌及其接枝层分子材料。由于分子结构的高度对称性及对亚苯基厚度；通过测量静态接触角评价接枝膜的亲水改性键的刚性，它具有很好的力学性能、物理性能、耐化效果。学腐蚀性、抗霉菌、抗微生物侵蚀性；但PET的疏水1实验部分性、难染性、易起静电等自身的特点，限制了其适用1．1原材料范围。由此开展了大量有关PET表面改性的研究，PET薄膜：膜厚100m，乐凯胶片集团公司；目前主要采用的方法有表面涂覆法、表面氧化法、等丙酮：分

3、析纯，北京化工厂；离子体法、高能辐射、紫外光(uV)辐射及生物酶处丙烯酰胺(AM)：分析纯，北京益利精细化学理⋯，但其中很多方法均影响了PET的本体性能或品公司；高碘酸钠：分析纯，阿拉丁试剂公司；无法达到长效改性效果。与已研究较多的化学接枝去离子水：由反渗透法制备，用于反应液配置和辐射接枝相比，由uV引发的光接枝聚合反应可与均聚物的去除。比较严格地控制接枝反应在基材的表面进行，既可1．2主要设备及仪器以达到表面改性的目的，又不会损坏基材的本体性索氏抽提器：SXT-06型，上海洪纪仪器设备有能。限公司；表面光接枝的研

4、究始于1957年G．Oster等的电热真空烘箱：ZK-82B型，上海试验仪器厂有报道6J，随后光接枝技术以其突出的优点而越来越限公司；受到青睐；1990年ZhengPeiyao等报道了聚酯纤维Uv辐照装置：1000kW，主波长365am，自制；的连续化光接枝改性生产流程⋯；北京化工大学杨FTIR．ATR仪：BrukerVertex70型，德国Bruker万泰课题组对光聚合及可控性表面接枝聚合开展了公司；一系列系统和深入的研究。E．Uchidal12]曾对广角射线衍射(WAXD)仪：Rigaku，D／maxPET薄膜

5、表面进行无需除氧及无需光敏剂的光接枝2500VPC型，日本理学株式会社；亲水改性，但所得接枝率较低，维持在10g／cmSEM：JAK一840型，日本JEOL公司；左右。xPs：vGESCALABMKII型，英国VG公司，在光接枝反应中，如果接枝率低，则很难对高射线源采用AlK0【(1486．6eV)；分子材料表面起到明显的改性效果。因此，提高液滴成像分析系统：DSA100型，德国Kl~ss公PET薄膜表面的接枝率成为了其表面改性的关键。司。接枝反应发生前，笔者在氮气保护下对PET薄膜进I．3试样制备行UV预辐照，改

6、变PET薄膜表面无定型区含量，将PET薄膜裁成3cm×3cm方块，以丙酮为为接枝反应提供更多活性点，通过射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR-ATR)等$通讯作者手段证明了接枝层的存在；借助场发射扫描电子显收稿日期：2011-09—20刘向东，等：聚酯薄膜光化学接枝共聚改性的研究5溶剂，经索氏抽提器8O℃连续抽提48h，以充分除去表面污染物，真空烘箱室温干燥至恒重。将干燥后的PET薄膜放人带有石英盖板的密封玻璃容器中，在氮气保护下进行UV预辐照。关闭uv灯，将配制好的质量分数为10％的AM水溶液

7、倒入玻璃容器，控制其高碘酸钠含量在5×10mol／L，以石英盖板密封，静置1h，使AM单体与薄膜表面充分波数／cm同H．接触。开启uV灯，重新在uV辐照下反应一定时间，反应结束后，用70~C蒸馏水连续搅拌洗涤两周，(a)充分除去吸附的均聚物，50％真空干燥至恒重。)H＼c--1．4性能测试(b)接枝效率(GY)采用如下公式计算：预辐照时间：10min；2一1rain；3L3min；GY=(Wo)／s(mg／cm)4L5min：5一10min式中：Wo、W和分别为接枝前后PET膜的质量及a一反式构象(1340cm。。

8、)Ib一顺式构象(1370cm。。1接枝前膜面积。图1UV预辐照PET薄膜的FTIR—ATR谱图2结果与讨论22．9。、25．9。处出现三个强的衍射峰，它们分属2．1UV预辐照膜FTIR分析(010)、(1TO)、(100)晶面；PET无定形区衍射峰图1为uV预辐照PET薄膜的FTIR—ATR谱图。位置为23．4。，结晶度可由结晶峰面积与各峰面由图1可知，在