紫外光辐射法表面接枝改性PET膜

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1、万方数据第27卷，第1期2010年1月光谱实验室ChineseJournalofSpectroscopyLaboratoryV01．27。No．1January，2010紫外光辐射法表面接枝改性PET膜①白绘宇艾玲孙伊君艾文刘晓亚②(江南大学化学与材料工程学院江苏省无锡市蠡湖大道1800号214122)摘要用二苯甲酮(BP)做光引发剂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜用丙烯酸进行紫外光照表面接枝改性。丙烯酸接枝率随光照时间、单体浓度增加而增加，并随引发剂浓度的变化而变化．光照时间为1h。引发剂的浓度为5×10～mol／L，丙

2、烯酸浓度为6％(wt％)时，接枝效果最好．通过接枝反应，羧基(一Co()H)被引入到PET膜表面。提高了PET膜的亲水性和碱性染料的可染性。关键词聚对苯二甲酸乙二醇酯；丙烯酸；紫外光；辐照接枝改性；亲水性中图分类号：0657．32文献标识码：A文章编号：1004—8138(2010)01—0032—051引言聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种常用的高分子材料。由于分子结构的高度对称性及对亚苯键的刚性，它具有很好的机械性能、物理性能、耐化学腐蚀性、抗霉菌、抗微生物侵蚀性等。但同时PET膜也有一些缺点，例如疏水性、难染性、易生静

3、电等，限制了其使用范围。因此人们开展了大量有关PET表面改性的研究，如共聚、共混和氧化反应等，但这些方法均影响了PET的本体性能或只是暂时的改性。聚合物的表面光接枝，是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝聚合，反应遵循自由基聚合机理[1]。紫外光引发的表面接枝聚合(表面光接枝)具有2个突出的特点：(1)紫外光比高能辐射对材料的穿透力差，故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或亚表面进行，不会损坏材料的本体性能；(2)紫外辐射的光源及设备成本低，易于连续化操作，故近年来发展较快，极具工业应用前景[2]。杨彪等￡33以BP为引发剂

4、，采用液相非均相光接枝实现了丙烯酸在商品化聚氯乙烯(PVC)片材上的快速有效接枝，仅经过几十秒的处理，接枝样片的接触角就显著下降，改善了亲水性能。李斌等[43采用紫外光引发表面接枝聚合反应的方法，把含氟丙烯酸酯单体R25610引到低密度聚乙烯(LDPE)薄膜上，接枝膜的接触角随着接枝率的提高逐步增大直至120。恒定，大大提高了聚合物膜的疏水性。Wirsgn等[5]贝U首先在PET表面光接枝马来酸酐，然后利用功能性的羧基，在有机溶剂或水中继续通过偶联反应链接氟化探针和缩氨酸等，得到表面固定生物大分子的改性聚合物，可用于生物学领域

5、。本实验用二苯甲酮(BP)做光引发剂，对PET薄膜用丙烯酸进行紫外光照接枝改性。研究了紫外光照时间、单体浓度和引发剂浓度对接枝率的影响，得到接枝效果最好的实验条件。研究了改性后PET薄膜的力学性能、亲水性和染色性等。①国家自然科学基金资助项目(NSFC50673038和NSFC20374025)；国家重点实验室课题(SKLF—MB-200805)②联系人，电话：(05lo)89880723，手机I(0)13382888060；E—mail；lxy@jiangnan．edu．crl作者简介，白绘字(1972一)，女。太原市人，博

6、士，主要从事高分子材料的改性研究．收稿日期l2009—07—07；接受日期12009—07—30万方数据第l期白绘字等：紫外光辐射法表面接枝改性PET膜332．2实验方法(1)PET膜接枝前的处理将PET膜裁剪成2cmX2cm的正方形试样，经甲醇振荡清洗后，真空干燥24h备用。(2)光敏剂二苯甲酮(BP)溶液的配制称取一定质量的BP，将其溶解在丙酮中，分别配制成摩尔浓度为1×10～一7×10～mol／I。的7种BP溶液。(3)光敏剂(BP)的涂覆将称量好的PET膜浸泡在含有光敏剂的丙酮溶液中2—2．5h。取出后，自然干燥至丙酮

7、挥发完全。(4)接枝液的配制将丙烯酸配制成1％一10％(wt％)的水溶液，并在丙烯酸单体溶液中加入0．00059的阻聚剂硫酸亚铁。(5)紫外光照接枝将涂有光敏剂的PET膜，放入盛有一定浓度的单体溶液的称量瓶中，向其中通入N。10min以除去氧气，再紧密封口，把其放置在1000W的紫外灯的照射下进行接枝反应。2．3性能测试与表征2．3．1接枝率的测定在聚合介质中接枝用的单体也形成均聚体，为从接枝膜上去除均聚物的一般操作是用适当溶剂萃取膜，虽然时间和溶剂耗损很高，但此法不损伤膜，接枝膜试样随后进行干燥和称重，试样增重作为接枝率的判

8、定，并在增重的基础上计算接枝率。采用称重法(称量PET膜接枝前后的质量)测定接枝率(G％)，其计算方法为：G％一％》×100％万方数据光谱实验室第27卷式中：Ⅳ。，Ⅳ。——分别为空白膜与接枝膜的质量(g)。2．3．2接触角的测量采用DSAl00型接触角测量仪。把接枝的PET膜