聚合物表面接枝改性方法和影响因素

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第7卷第9期2007年5月科学技术与工程Vo1．7No．9May20071671．-1819(2007)09．-1997-07ScienceTechnologyandEnneering@2007Sei．Tech．Engng．化学聚合物表面接枝改性方法和影响因素陈炯枢陈学康刘相(兰州物理研究所，表面工程技术国家级重点实验室，兰州730000；中国科学院兰州化学物理研究所，兰州730000)摘要阐述聚合物表面光引发接枝、辐射接枝、化学接枝等方面近年来的进展，对该项技术的发展提出了一些看法。关键词聚合物表面接枝改性方法影响因素中图法

2、分类号O631．12；文献标识码A高分子材料在工业和现实生活中的应用日益广泛。然而，由于许多聚合物本身所固有的表面性1表面光接枝质，如表面能太低、呈惰性及憎水性，导致材料的亲水性、染色性以及生物相溶性等较差，从而限制了它生成表面接枝聚合物的首要条件是生成表面引们在一些领域的应用。而聚合物表面改性技术可以发中心——表面自由基，依据产生方式的不同，可分使聚合物在获得不同于本体性能的表面特性的同为三种方法。时，保持其本体性能不变。因此，聚合物的表面改性1．1含光敏基聚合物辐照分解法越来越受到人们的重视。常用的光敏剂有氧杂蒽酮(Xanthone)、二苯为改善聚合物的表面性能，已开发

3、出许多表面甲酮(BP)’和H2O2[’以及金属离子Ce¨、Fe¨、改性的方法，包括表面涂覆法、火焰处理、酸蚀处理、Fe等。对于一些光敏基(如羰基)，特别是侧链含表面活性剂处理、臭氧化处理、电晕放电处理，以及光敏基的聚合物，当uV光照射其表面时，会发生等离子体处理、辐射处理、紫外光表面接枝等，2。NorrishI型反应，产生表面自由基。在上述几种方法中，接枝是表面改性的重要方法，它通过基体上接枝大分子链而对表面进行改性，其主(1)要优点是可通过选择不同的单体对同一聚合物进行改性，而使表面具有截然不同的特性。它包括化学(2)接枝及等离子体、辐射、紫外光等引发的接枝，最近这些自由

4、基能引发乙烯基单体聚合，可同时生还出现了超声处理进行接枝表面改性J。本文重成接枝共聚物和均聚物。点阐述聚合物表面光引发接枝、预辐射接枝、化学自厶组装接枝等方面近年来的新进展。或+(3)(接枝共聚物)e一02006年l2月6日收到第一作者简介：陈炯枢(197l一)，博士，研究方向：微／纳图案制造研究。E-mail：zzh~s@163．COIl1。．·CR或R．·+nM维普资讯http://www.cqvip.com1998科学技术与工程7卷1．2自由基链转移法附着在聚合物表面，再用氮气鼓人单体和敏化剂，这安息香类引发剂在uV照射下发生均裂，产生样既加快了反应速度，又提高了反应

5、效率。两种自由基：光接枝表面改性最常用的单体是丙烯酸、丙烯OOCH3OOCH3酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈等。为了得到某些特殊性_lu．L一{㈣能，也使用其它一些特殊的单体_1。。。例如，PashovalIV．S．等把甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸OCH3OCH3羟乙酯接枝到聚丙烯腈纤维表面，可用于固定青霉在单体浓度很低的情况下，两个自由基均会向一聚合物表面或大分子链转移，产生表面自由基，引发素酰胺酶。EdgeS．等研究了用光一接枝2一羟乙基烯类单体聚合而生成表面接枝链。丙烯酸甲酯改性LDPE。反应时间。、反应温度、单体H以及溶剂等实验条件对光接枝有重要影响]。例R·+—．r

6、—z_．+RH(6)如在PE片上利用液相接枝甲基丙烯◇酸、丙烯酸、甲H基丙烯酸甲酯等亲水性单体，随着光照时间增加，接———(7)枝量增加，最后趋于平衡。单体接枝的难易程度如下：甲基丙烯酸>丙烯酸>丙烯酰胺>甲基丙烯酸该体系的缺点是小分子自由基，如(I)式能引甲酯；随着敏化剂浓度增加，接枝量开始增加，当浓发均聚合，故表面接枝链和均聚链能同时生成。在度超过某一值后，接枝量反而下降。此外，单体浓度特定条件下，如单体浓度很低，表面自由基浓度很大及反应温度也影响上述单体在PE片上的接枝程度时，也是一种有效的表面接枝体系。。在气相接枝中，溶剂影响接枝效果，一定量的1．3氢提取反应法水能

7、显著提高光接枝率_1。表面接枝体系中的氧芳香酮及其衍生物在吸收紫外光后被激发到单阻止接枝聚合，通氮除氧是一个有效的方法。线态，然后系间迅速窜跃到高能三线态。当聚合物Uchida等采用了NaIO除氧，效果优良。PET接表面为氢给予体时，该羰基夺取氢而被还原成羟基，枝丙烯酰胺，光照之前，在单体溶液中加入少量同时也生成了一个表面自由基。NaIO除去单体溶液中的氧。聚合物基质的结构也影响接枝速度，如图1所示J，接枝速率的差别是由于聚合物结晶度的差异，接枝仅发生于聚合物无定形区，高度结晶阻碍反应单体渗透到基质。删一(9)10