聚合物表面与界面课件.pptx
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- 关 键 词:
- 聚合物 表面 界面 课件
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1、聚合物表面与界面聚合物表面由于表面能低、化学惰性、表面被污染以聚合物表面由于表面能低、化学惰性、表面被污染以及存在弱边界层等原因,聚合物材料表面常常呈现出及存在弱边界层等原因,聚合物材料表面常常呈现出表面惰性和憎水性,比如难于润湿和粘合。所以对聚表面惰性和憎水性,比如难于润湿和粘合。所以对聚合物表面常常需要进行表面处理,以此来改变其表面合物表面常常需要进行表面处理,以此来改变其表面化学组成,增加表面能,改善结晶形态和表面形貌,化学组成,增加表面能,改善结晶形态和表面形貌,除去污物,增加弱边界层等,以提高聚合物表面的润除去污物,增加弱边界层等,以提高聚合物表面的润湿性和黏结性等。湿性和黏结性等。
2、聚合物表面改性的方法有很多,如化学改性、表面聚合物表面改性的方法有很多,如化学改性、表面改性剂法、光改性、力化学改性、偶联剂改性、辐改性剂法、光改性、力化学改性、偶联剂改性、辐照改性和等离子体改性等等。这些方法一般只引起照改性和等离子体改性等等。这些方法一般只引起10-1010-10-1-1nmnm厚的表面层的物理变化或化学变化。本章厚的表面层的物理变化或化学变化。本章着重介绍聚合物表面改性的一些方法。着重介绍聚合物表面改性的一些方法。聚乙烯和聚丙烯是大品种通用高分子材料,但它聚乙烯和聚丙烯是大品种通用高分子材料,但它们的表面能低,如聚乙烯的表面能只有们的表面能低,如聚乙烯的表面能只有31mJ
3、/m31mJ/m2 2,属于非极性难粘塑料,这就制约了它们在某些方属于非极性难粘塑料,这就制约了它们在某些方面的应用。因此,需对它们进行表面改性。面的应用。因此,需对它们进行表面改性。化学化学氧化法是较早的用于对聚烯烃进行表面改性的方氧化法是较早的用于对聚烯烃进行表面改性的方法,即用氧化剂处理聚烯烃,使其表面粗糙并氧法,即用氧化剂处理聚烯烃,使其表面粗糙并氧化生成极性基团。化生成极性基团。在化学氧化法中,酸氧化法是最为常见的一种表面处在化学氧化法中,酸氧化法是最为常见的一种表面处理方法,常用的强酸性氧化液有:无水铬酸理方法,常用的强酸性氧化液有:无水铬酸-四氯乙四氯乙烷系、铬酸烷系、铬酸-醋酸
4、系、氯酸硫酸系以及重铬酸盐硫酸醋酸系、氯酸硫酸系以及重铬酸盐硫酸系等,其系等,其作用原理作用原理是:处理液的强氧化作用使聚合物是:处理液的强氧化作用使聚合物表面分子被氧化,在材料表面层生成羟基、羰基、羧表面分子被氧化,在材料表面层生成羟基、羰基、羧基、磺酸基和不饱和键等极性基团,这些基团的生成,基、磺酸基和不饱和键等极性基团,这些基团的生成,可使聚合物表面活化,使亲油表面活化成亲水表面,可使聚合物表面活化,使亲油表面活化成亲水表面,达到提高聚合物表面张力的目的;同时弱边界层因溶达到提高聚合物表面张力的目的;同时弱边界层因溶于处理液中而被破坏,甚至造成分子链断裂,形成密于处理液中而被破坏,甚至造
5、成分子链断裂,形成密密麻麻的凹穴,增加表面的粗糙度。密麻麻的凹穴,增加表面的粗糙度。在酸氧化法当中,在酸氧化法当中,最为实用的是重铬酸盐最为实用的是重铬酸盐-硫硫酸体系酸体系,标准的铬酸洗液配方为重铬酸钾,标准的铬酸洗液配方为重铬酸钾:水水:浓硫酸浓硫酸(密度为密度为1.84g/cm1.84g/cm3 3)4.4:71:88.5(4.4:71:88.5(质质量量),也可整数化为,也可整数化为5.8:1005.8:100。处理时控制适。处理时控制适当的温度、时间是取得最佳效果的必要条件。当的温度、时间是取得最佳效果的必要条件。一般情况为在室温下将聚乙烯、聚丙烯在处一般情况为在室温下将聚乙烯、聚丙
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