高分子材料表面改性新技术

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高分子材料的表面改性与性能

高分子材料的表面改性与性能

高分子材料的表面改性与性能在当今科技飞速发展的时代,高分子材料凭借其优异的性能和广泛的应用领域,已经成为材料科学领域的重要组成部分。

然而,高分子材料的表面性能往往限制了其在某些特定场合的应用。

为了拓展高分子材料的应用范围,提高其性能,表面改性技术应运而生。

高分子材料的表面改性是指在不改变材料本体性能的前提下,通过物理、化学或生物等方法对材料表面的化学组成、微观结构和物理性能进行调整和优化。

其目的是改善高分子材料的表面润湿性、黏附性、耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性等性能,以满足不同领域的应用需求。

物理改性方法是表面改性中较为常见的一类。

其中,等离子体处理是一种高效的技术手段。

等离子体中的高能粒子能够与高分子材料表面发生碰撞和反应,引入新的官能团,增加表面粗糙度,从而改善表面的亲水性和黏附性。

例如,经过等离子体处理的聚乙烯薄膜,其表面能显著提高,与油墨、涂料的结合力增强,印刷和涂装效果得到明显改善。

另一种物理改性方法是离子束注入。

通过将高能离子注入到高分子材料表面,可以改变表面的化学组成和结构,进而改善其性能。

比如,将氮离子注入到聚四氟乙烯表面,可以显著提高其耐磨性和耐腐蚀性。

化学改性方法在高分子材料表面改性中也具有重要地位。

化学接枝是一种常用的化学改性手段。

通过在高分子材料表面引入活性基团,然后与其他单体进行接枝反应,可以在表面形成一层具有特定性能的接枝聚合物层。

例如,将丙烯酸接枝到聚丙烯表面,可以使其具有良好的亲水性和生物相容性。

表面涂层也是一种常见的化学改性方法。

在高分子材料表面涂覆一层具有特定性能的涂层材料,如金属涂层、陶瓷涂层或聚合物涂层,可以显著改善其表面性能。

比如,在塑料表面涂覆一层金属涂层,可以赋予其良好的导电性和电磁屏蔽性能。

除了物理和化学改性方法,生物改性方法在近年来也受到了广泛关注。

生物改性主要是通过在高分子材料表面固定生物活性分子,如蛋白质、酶、抗体等,赋予材料特定的生物功能。

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究在当今科技迅速发展的时代,高分子材料作为一种重要的功能材料,广泛应用于各个领域。

然而,高分子材料的原始性质和表面特性限制了其在某些应用中的性能表现。

因此,为了满足不同领域的需求,研究人员对高分子材料的表面改性和涂层技术进行了深入研究。

高分子材料的表面改性是指通过物理、化学或生物方法对材料的表面进行处理,以改善其性能。

例如,通过高温处理、等离子体处理、激光辐照等方法可以改变高分子材料表面的化学组成、形态结构和表面能。

这些表面改性技术可以使高分子材料具有更好的耐热性、耐候性、耐腐蚀性等特性,从而提高其在航空、汽车、建筑等领域的应用价值。

另一方面,涂层技术也是改善高分子材料表面性能的重要手段。

涂层技术可以通过在高分子材料表面形成一层薄膜来增加其硬度、耐磨性、防刮擦性等特性。

常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层和复合涂层。

有机涂层主要是通过在高分子材料表面形成一层有机聚合物薄膜,如聚乙烯、聚氨酯等。

无机涂层则是通过在高分子材料表面形成一层无机材料薄膜,如氧化铝、氧化锌等。

而复合涂层则是将有机涂层和无机涂层结合起来,形成一种既具有有机涂层特性又具有无机涂层特性的复合材料。

涂层技术不仅可以提高高分子材料的表面性能,还可以改变其外观,使其具有更多的装饰性和艺术性。

在高分子材料的表面改性和涂层技术研究中,科研人员面临着许多挑战。

首先,如何选择和设计合适的表面改性方法和涂层材料是一个关键问题。

不同的高分子材料具有不同的化学结构和表面特性,需要根据具体材料的特点来选择适合的表面改性方法和涂层材料。

其次,如何实现表面改性和涂层技术的持久性和稳定性也是一个难题。

高分子材料的表面易受环境因素和使用条件的影响,因此需要对表面改性和涂层进行优化,使其在极端条件下也能保持良好的性能。

此外,如何控制表面改性和涂层的厚度、均匀性和精密度也是一个重要问题。

过厚或过薄的表面改性和涂层可能导致性能不稳定或性能下降,因此需要进行精确的控制和测量。

高分子材料改性技术

高分子材料改性技术

高分子材料的几种常用改性技术,如化学改性、共混改性、填充改性、纤维增强改性、表面改性技术。

化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。

如聚苯乙烯的硬链段刚性太强,可引进聚乙烯软链段,增加韧性;尼龙、聚酯等聚合物的端基(氨基、羧基、羟基等),可用一元酸(苯甲酸或乙酸酐)、一元醇(环己醇、丁醇或苯甲醇等)进行端基封闭;由多元醇与多元酸缩聚而成的醇酸聚酯耐水性及韧性差,加入脂肪酸进行改性后可以显著提高它的耐湿性和耐水性,弹性也相应提高。

共混是指共同混合,是一种物理方法,使几种材料均匀混合,以提高材料性能的方法,工业上用炼胶机将不同橡胶或橡胶与塑料,均匀地混炼成胶料是典型的例子,也可以在聚合物中加入某些特殊性能的成分以改变聚合物的性能如导电性能等。

在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料的过程称为填充改性。

是在塑料基体(母体)中加入模量高得多的非纤维类的材料(一般为微粒状)。

通常认为填充改性是为了降低成本而进行的,实际上很多塑料制品如果没有填充助剂的加入,很难得到符合满意的应用效果。

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用

高分子复合材料表面改性技术的研究及应用高分子复合材料是由两种或以上的高分子材料通过化学或物理方法相互交联或混合而成的材料。

由于其具有良好的性能和广泛的应用前景,近年来受到广泛的关注和研究。

其中,高分子复合材料的表面改性技术是研究的热点之一。

本文将从这个角度来探讨高分子复合材料表面改性技术的研究及应用。

一、高分子复合材料的表面改性技术概述高分子复合材料的表面改性技术是指通过对高分子复合材料的表面进行各种改性处理,以改善其表面性能,提高其耐久性、防腐性、均匀性、附着强度等特性的一种技术。

常见的表面改性技术有化学改性、物理改性、光化学改性等。

1. 化学改性化学改性是指通过化学方法对高分子复合材料的表面进行改性处理。

例如,在高分子复合材料表面涂覆一层功能性交联剂、接枝共聚等化学方法可提高其表面的化学反应性和亲水性,从而改变其表面性状,达到改性的目的。

2. 物理改性物理改性是指通过物理方法对高分子复合材料表面进行改性处理,常见的方法有离子注入、等离子体注入、电子束照射等。

这些方法可以改变高分子复合材料表面的表面形貌、表面化学成分等,从而改善其表面性能。

3. 光化学改性光化学改性是一种以光敏剂作为催化剂的表面改性技术。

通过用光敏剂涂覆高分子复合材料表面,当表面受到光照时,光敏剂将被激活并引起表面反应。

这种方法可以改变高分子复合材料表面的表面物理结构、化学成分等,从而改善其表面性能。

二、高分子复合材料表面改性技术在各个领域的应用高分子复合材料表面改性技术具有高效、可控、 low cost 等优点,已经在各个领域得到广泛应用。

1. 汽车行业高分子复合材料广泛应用于汽车制造领域。

汽车表面涂层的改性是提高其防锈性、耐久性和塑化性的重要手段之一,化学、物理和光化学技术都可应用于汽车表面涂层的改性处理。

汽车表面改性可以使汽车表面从单一化到多元化,使汽车表面更加美观、个性化,同时也能改善车身的防护性能。

2. 建筑材料高分子复合材料表面改性技术可用于改善建筑材料的防水性、耐候性、耐腐蚀性等性能,提高其耐用性和使用寿命。

高分子材料的表面修饰和性能控制

高分子材料的表面修饰和性能控制

高分子材料的表面修饰和性能控制高分子材料是一类重要的材料,在各个领域都有广泛的应用。

然而,由于其特殊的结构和性质,高分子材料的表面往往具有一定的缺陷和不稳定性,这限制了其在某些领域的应用。

为了改善高分子材料的性能,科学家们进行了大量的研究,发展了各种表面修饰和性能控制的方法。

一种常见的表面修饰方法是物理方法,如等离子体处理和激光刻蚀。

等离子体处理是利用等离子体的化学反应和能量转移来改变高分子材料表面的化学组成和形貌。

通过等离子体处理,可以在高分子材料表面形成一层致密的氧化层,从而提高其耐热性和耐腐蚀性。

激光刻蚀则是利用激光的高能量和高浓度来刻蚀高分子材料表面,从而改变其形貌和表面粗糙度。

这种方法可以用于制备具有特殊形貌和表面结构的高分子材料,如微纳米结构和光学薄膜。

另一种常见的表面修饰方法是化学方法,如表面改性和涂覆。

表面改性是通过在高分子材料表面引入新的化学基团,改变其表面性质和化学活性。

常用的表面改性方法包括化学修饰、原子层沉积和化学吸附等。

化学修饰是在高分子材料表面引入新的官能团,从而改变其表面化学性质和亲水性。

原子层沉积是利用化学气相沉积技术在高分子材料表面沉积一层原子尺度的薄膜,从而改变其表面结构和电学性能。

化学吸附是利用高分子材料表面的化学反应活性吸附特定的分子,从而改变其表面性质和分子识别能力。

涂覆是将一层特定的材料涂覆在高分子材料表面,从而改变其表面性质和功能。

常用的涂覆材料包括聚合物、金属和陶瓷等。

通过涂覆,可以在高分子材料表面形成一层致密的保护层,从而提高其耐磨性和耐腐蚀性。

除了表面修饰,高分子材料的性能控制也是一个重要的研究方向。

高分子材料的性能主要包括力学性能、热学性能和电学性能等。

力学性能是指高分子材料的强度、韧性和硬度等。

热学性能是指高分子材料的热稳定性、导热性和热膨胀系数等。

电学性能是指高分子材料的导电性、介电性和电化学性能等。

为了控制高分子材料的性能,科学家们采用了多种方法,如添加剂改性、共聚物合成和纳米填料增强等。

等离子体高分子材料表面改性技术及应用

等离子体高分子材料表面改性技术及应用

等离子体高分子材料表面改性技术及应用摘要:等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快等优点,不但能改善特定环境下高分子材料的使用性能,也拓宽了常规高分子材料的适用范围。

因此,等离子体技术在高分子材料表面改性方面的应用广泛。

本文首先介绍等离子体表面改性技术内容,进一步探讨其在市场中的应用,希望可以更好的提高该技术在市场中应用的效果,进一步促进行业的长久发展。

关键词:等离子体;高分子材料;表面改性;技术;应用引言高分子材料作为新兴材料的重要组成部分,目前被应用在多个方面,比如农业生产、工业生产以及航空航天、生物医药等领域。

等离子体高分子材料表面改性技术在保持高分子材料原有性能的前提下,可使材料表面产生一系列物理、化学变化,从而提高材料的表面性能,从而达到一定功能和用途的目的。

本文将首先论述等离子体高分子材料表面改性技术的内容,进一步探讨其在我国市场方面的应用。

一、等离子体高分子材料的表面改性技术运用等离子体技术改变高分子材料的表面性能的方法主要有三类:等离子体处理、等离子体聚合和等离子体接枝。

高分子聚合物具有分子可设计性,通过等离子体表面改性作用可以在表面引入不同的基团来改善其性能,如亲水性、疏水性、润湿性、黏结性、引入具有生物活性的分子或生物酶,提高其生物相容性等。

(一)等离子体处理表面改性等离子体处理是在利用外加电压的条件下将惰性气体NH 3、O 2、CO、Ar、N 2、H 2 等进行分子击穿,并将COOH、CO、OH、NH 2 等基团、离子及原子引入材料表面,或者在材料表面上直接产生自由基的技术方法。

新引入和新产生的自由基也可以通过化学键合方式与材料表面的一些分子相连接上,使得高分子材料获得新的表面性能。

等离子体处理能够改善高分子材料的表面性能,包括染色性、湿润性、印刷性、粘合性、防静电性、表面固化、亲水性与生物相容性及其他特性。

(二)等离子体聚合表面改性等离子体聚合是指利用等离子体中的电子、离子、自由基、光子及激发态分子等活性粒子使单体直接聚合的方法,如辉光放电产生等离子体的过程中,其电子拥有的平均能量为 1-10eV,相当于 104 -l0 5 K 的电子温度,而远比体系其他组成温度高。

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究

高分子材料的表面改性与涂层技术研究高分子材料是一类应用广泛的材料,其特点是重量轻、性能优异、成本低廉等。

然而,高分子材料在使用过程中可能会受到外界环境的影响而导致性能下降,因此进行表面改性和涂层技术研究是非常重要的。

表面改性是指通过改变高分子材料表面的化学组成或物理结构,从而改变其表面性能的方法。

常见的表面改性方法有物理方法和化学方法两种。

物理方法主要包括等离子体处理、溶剂处理、热处理等。

等离子体处理是一种常用的表面改性方法,通过在高分子材料表面引入等离子体,使其表面发生物理和化学变化,从而实现对表面性能的改善。

溶剂处理则是通过将高分子材料浸泡在特定溶剂中,使其表面受到溶剂的溶解或浸润,从而改变表面能和粘附性能。

热处理则是通过升高材料温度,使其表面发生结构变化,从而改变表面物理性质。

化学方法主要包括接枝共聚、表面活化等。

接枝共聚是指通过在高分子材料表面引入可与高分子材料相容的单体,使其在高分子材料表面形成一层新的共聚物层,从而改变其表面性能。

表面活化则是通过给高分子材料表面引入活性官能团,使其表面具有更高的反应活性,从而实现对表面的改性。

而涂层技术是一种通过在高分子材料表面涂覆一层特殊的材料,以实现对高分子材料性能的改善和保护的方法。

涂层技术可以使高分子材料具有良好的抗氧化性、耐磨性、耐腐蚀性等性能,从而延长其使用寿命和提高其功能性。

涂层技术主要包括化学涂层方法和物理涂层方法。

化学涂层方法是指通过在高分子材料表面进行化学反应,形成一层化学键连接的涂层,从而改变其表面性能。

常见的化学涂层方法有浸渍法、喷涂法等。

物理涂层方法则是通过将特定材料以固体或气体的形态沉积在高分子材料表面,形成一层物理层,从而改变其表面性能。

常见的物理涂层方法有物理气相沉积法、磁控溅射法等。

表面改性和涂层技术的研究对于提高高分子材料的性能和功能具有重要意义。

通过对高分子材料表面进行改性和涂层,可以增加其表面粘附性和耐磨性,提高其抗氧化性和耐腐蚀性,从而增加其使用寿命和功能性。

高分子材料的表面修饰技术研究

高分子材料的表面修饰技术研究

高分子材料的表面修饰技术研究高分子材料是一种具有广泛用途的材料,其特点是具有高分子化合物的基本性质,如韧性、耐热、耐腐蚀、耐磨等。

高分子材料的广泛应用,不仅因为它的材料性能优异,还因为它的工艺性能适宜,容易生产加工。

然而,高分子材料表面缺乏化学反应的活性,对于一些需要改变表面性质的应用而言则需要进行表面修饰。

高分子材料表面修饰技术是指通过化学反应或物理方法改变材料表面性质,使之满足不同的应用需求,从而增加高分子材料的附加值。

高分子材料表面修饰技术已经融入到了很多领域中。

一、高分子材料表面修饰技术的分类高分子材料表面修饰技术可以分为化学修饰和物理修饰两大类。

其中,化学修饰是利用材料的化学反应特性,通过物理接触使其发生反应,改变材料外表性质。

物理修饰则是利用材料表面的物理力学性质,在材料表面形成一层保护膜。

1. 化学修饰化学修饰包括表面接枝、表面共聚物化、表面交联反应,烷基化等。

表面接枝是利用材料表面上的活性基团,通过引入引发剂或在表面沉积引发剂的方法,在材料表面引发自由基发生反应,形成新的分子链,从而增加它的物理化学性质。

表面共聚改性是将单体及引发剂注入到高分子材料表面上,通过构不同的单体自由基反应,使其在表面形成共聚物层,增加材料表面的性质。

表面交联反应通过在高分子材料表面引入交联引发剂,使多个分子链相互交联,从而加强材料表面的力学性能;烷基化是利用预处理剂使材料表面上的活性基团与烷基(或烷基类似物)反应形成疏水表面,使材料表面具有更好的耐磨、耐热等特性。

2. 物理修饰由于化学方法在改变材料表面性质上存在明显的局限性,首先是由于许多高分子材料表面缺乏反应活性基团; 其次是化学方法所需的条件、工艺和环保要求较高,成本昂贵。

在这种情况下,物理修饰技术成为改变材料表面性质最常用的手段。

物理修饰技术包括高分子电沉积、离子束改性、等离子体处理、放电等离子改性及接枝等。

高分子电沉积技术是一种通过电化学反应在高分子材料表面投射硬质材料,形成一层保护膜的技术。

聚合物表面改性的技术手段及其应用

聚合物表面改性的技术手段及其应用

聚合物表面改性的技术手段及其应用聚合物是一种非常重要的高分子材料,广泛应用于工业、医疗和生活中。

然而,由于聚合物的物化性质和表面特性不稳定,需要对聚合物进行改性以提高其性能,使之更符合实际应用需求。

其中,聚合物表面改性技术是最具有效性和实用性的手段之一。

本文将介绍聚合物表面改性的技术手段及其应用。

1. 聚合物表面改性的技术手段1.1 化学表面改性化学表面改性是一种通过化学反应来将物质附着到聚合物表面的方法,从而改变聚合物表面的特性。

通常采用的化学表面改性方法包括:酸碱处理、溶液浸润、化学键结合等。

例如,微波辐射方法可用于对聚乙烯表面进行氧化改性,将氧原子的引入到聚合物表面,增加其亲水性。

1.2 物理表面改性物理表面改性是一种通过物理手段来改变材料表面性质的方法,可通过改变表面形貌、纹理、颜色、色泽等方面来改变物质表面性质。

例如,凸点纳米表面可增强材料的粘附性、硬度和磨损性,从而提高材料的性能。

1.3 光化学表面改性光化学表面改性是一种以光为驱动力通过化学反应来改变材料或材料表面性质的方法,可用于材料的光降解、光合成、光催化等。

例如,光降解技术可将有机分子通过可见光辐照分解成无害物质,减少聚合物的环境污染。

2. 聚合物表面改性的应用2.1 材料涂层聚合物表面改性技术可用于涂层领域,以提高涂层的附着力、耐磨性、防腐蚀性和耐老化性。

例如,在航空航天领域,采用聚合物表面改性技术制备出具有高温稳定性和防腐蚀性的涂层,可以提高航空器的性能。

2.2 生物医学材料聚合物表面改性技术可用于生物医学材料领域,以提高其组织相容性、生物降解性、生物相容性和抗菌性能。

例如,聚合物表面改性技术可以用于制备具有超支链结构的聚己内酯材料,提高其生物降解性,从而可以作为内部骨钉等医疗器械的材料。

2.3 环保领域聚合物表面改性技术可用于环保领域,以提高材料的光降解和光催化能力,减少聚合物的环境污染。

例如,通过聚合物表面改性技术制备出具有光降解能力的聚苯乙烯材料,可以在光照条件下将污染物分解成无害物质。

高分子材料表面界面改性研究

高分子材料表面界面改性研究

高分子材料表面界面改性研究高分子材料是现代材料科学中的热门和重要研究领域之一,是指其分子量可在数十万到数百万之间的材料。

由于高分子材料的优良特性,其广泛应用于医药、食品、电子、建筑、汽车等方面。

但高分子材料表面的性质和特性限制了其应用的范围和效果。

因此,人们对高分子材料表面界面改性的研究日益引起了关注。

高分子材料的表面性质与其它材料不同。

它的表面能较低,比如对于聚合物材料,它的表面能通常只有25-40mJ/m2,比水和玻璃低得多。

这使得其表面易於被污染和附着不易去除的污垢,从而影响材料的物化状态。

通过改善材料表面的可湿性和润湿性,可以提高材料的性能和降低使用过程中的故障率。

高分子材料表面界面改性涉及很多方面。

其中一种方法是物理方法,如可高能离子轰击和激光辐照。

这些方法可提高表面能,增加表面活性,改变材料表面形貌以及介电性和机械性能。

另一种比较重要的方法是应用化学方法,包括化学沉积、电沉积、离子交换以及化学修饰等。

化学修饰是一种采用化学方法改变材料表面的化学性质的方法。

通过表面处理或修饰,可以形成新的化学键,改变其表面化学性质,从而实现高分子材料的表面性能的控制和调整。

这些表面修饰分为随机修饰和定向修饰两种。

随机修饰方法是改变表面化学性质的最基本方法之一。

他们通过改变材料表面的化学特性,来自地址材料的特殊要求。

通常采用的方法包括辐射接枝、等离子体聚合、交联及改性等技术,这些技术可形成随即的化学功能分子,本质上是将化学功能分子或聚合物链接到基体材料表面。

一种比较典型的随机修饰方法是离子交换。

离子交换材料(IEM)是具有正离子交换组分的高分子材料,其中的正离子置换了材料的原子基。

离子交换的机理是通过离子与基体中的离子进行交换,从而改变表面性质。

例如,切尔西蓝(chelseablue)离子能够与聚乙烯亚胺(PEI)的氮原子进行电荷转移,产生基础上的化学反应,并与PEI交换,从而改变了材料的表面性质。

定向修饰方法是一种更为高级的表面修饰方法,通过修饰材料表面的化学键制备定向功能材料。

高分子材料的界面改性及应用研究

高分子材料的界面改性及应用研究

高分子材料的界面改性及应用研究一、介绍高分子材料是一种重要的工程材料,在工业生产、医疗卫生、能源领域等方面都有广泛的应用。

然而,由于高分子材料表面的缺陷和自由基等缺陷,使其在使用过程中容易出现劣化、老化以及化学反应等问题。

所以界面改性技术的应用升级已变得越发重要。

二、高分子材料界面改性的方法界面改性技术是通过在高分子材料表面附加一种或多种化学物质的方式,改变高分子材料表面的化学和物理性质以及结构,从而达到优化物体性能的目的。

界面改性主要有以下几种方法:1.表面包覆法表面包覆法是在高分子粒子表面生成一层包裹。

主要应用于高分子材料的稳定性和物理力学性能的提高以及抗氧化性能的改善。

常见的包覆材料有硅酸盐、钛酸盐等。

2.气相沉积法气相沉积法是把目标材料的气体原子或分子通过蒸发、溅射等方式冲击到高分子材料表面上去。

它可用于制备高分子涂层、表面修饰。

3.表面活性改性法表面活性改性法是通过在高分子材料表面改变表面活性基团的方式,从而改变其物理和化学性质的方法。

常见的表面活性基团有羟基、胺基、羰基等。

4.离子注入法离子注入法是利用加速器将目标离子加速到高速度,在高分子材料表面形成一层薄层,从而实现界面改性的方法。

常见的离子有氮、氩等。

三、高分子材料界面改性的应用研究界面改性技术对高分子材料性质的改善,使其在各种领域得到广泛应用。

下面以几个示例介绍其应用研究:1.在医疗方面,通过界面改性技术,增加了不同颜色的荧光纳米包被物质的吸附能力,使比色比荧光更具选择性信号,有望在癌症早期筛查和诊断中得到广泛应用。

2.在电力行业,通过界面改性技术,制备出耐高温、防辐照的电线、电缆等,提升了电线电缆的使用寿命。

3.在机械工程方面,通过界面改性技术,可以制备出具有耐磨、耐冲击、抗静电等特性的高分子材料,从而提高机械设备的使用寿命和安全性。

四、结论高分子材料界面改性技术作为先进的表面改性技术,在材料科学与技术领域具有重要的应用前景。

第6章-高分子材料的表面改性方法

第6章-高分子材料的表面改性方法
• 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,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。
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汽车的前后保险杆
聚乙烯手提袋的印 刷
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聚合物在表面改性后,其表面化学、物理结构发生了变 化,表面改性的效果往往由材料使用性能评估
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火焰处理和热处理
• 聚合物中常常加有抗氧剂,抗氧剂对火焰氧化没有影响, 对热氧化却有很大影响。
• 热氧化是按自由基机理进行的,引发阶段是通过热活化慢 速产生高分子自由基:
RH 热活化 R H (或R1 R2)
• 抗氧剂可消除热氧化产生的聚合物自由基而使整个氧化反 应淬灭,因而阻止热氧化的进行
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复习
• 表面张力与温度的关系 • 表面张力与分子量的关系
• 表面张力与表面形态的关系:晶态的表面张力高于非晶态;高聚
物熔体固化时,通常表面生成非晶态高聚物,本体富集晶态高聚物高聚物;熔 体在具有不同成核活性(或不同表面能)的表面上冷却,可得到结晶度不同的 表面。
• 表面张力与分子结构的关系 • 表面张力与内聚能密度
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等离子体表面改性
2.极性基团的引入
等离子体处理可在聚合物表面引进各 种极性基团。如NH3等离子体或N2与O2 混合的等离子体处理可在高分子表面 引入胺基、亚胺基或腈基等; 氩等离子由于产生长寿命的自由基, 可与氧反应形成羰基、羧基和羟基等; 空气和氧的等离子体可引起大范围的 表面氧化,引入丰富的极性基团。
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火焰处理和热处理
• 热处理是把聚合物暴露在热空气中进行氧化反应,使 其表面被引进羰基、羧基以及某些胺基和过氧化物, 从而获得可润湿性和粘结性。热处理的温度只有几百 度(<500℃),远低于火焰处理的温度,因而处理时 间较长。

高分子材料加工及表面改性技术

高分子材料加工及表面改性技术

高分子材料加工及表面改性技术高分子材料,其实就是具有很高分子量的化合物。

这种材料具有比较高的强度和韧性,可以应用在很多领域中,例如工业、医学、电子等等方面,而高分子材料加工及表面改性技术,则是围绕着这种材料的处理技术而展开的研究和实践。

在这篇文章中,我将针对高分子材料的加工和表面改性技术进行探讨。

一、高分子材料加工技术高分子材料的加工技术,主要包括成型加工、加工工艺以及加工装备等三个方面。

1. 成型加工成型加工,是指将高分子材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程。

其中,最常见的成型加工方法,便是注塑成型。

注塑成型是一种通过芯棒将熔化的高分子塑料注入模具中冷却成型的方法。

该方法在整个加工处理过程中,需要用到注塑机、机械手等设备。

此外,还有挤出成型、吹塑成型、压缩成型等不同的成型加工方法。

这些方法,适用于不同的高分子材料以及不同的加工需求。

2. 加工工艺加工工艺,则是指通过调节加工参数,使高分子材料达到最佳加工状态。

对于不同的高分子材料,其加工参数也会有所不同。

举例来说,在进行注塑加工处理时,需要考虑高分子材料的注塑温度、注塑压力、注塑速度、模具温度等因素。

3. 加工装备高分子材料加工中,加工装备则是重要的辅助性因素。

相应的,加工装备的维护保养,以及开展相应的技术培训,也是加工成功的关键之一。

二、高分子材料表面改性技术除了高分子材料加工技术以外,改善高分子材料表面性能的技术也受到了广泛的关注。

表面改性技术,可以通过物理、化学、生物等多种途径,将高分子材料的表面性能得到改进。

1. 物理方法物理方法,指的是通过物理手段来进行表面改性。

例如,通过使用阳极氧化、喷砂处理以及激光加工等方法,对高分子材料的表面进行改良。

在这些方法中,激光加工则属于一种比较高效的表面处理技术。

通过使用激光加工设备,可以在材料表面形成微米级别的表面结构和纳米级别的结晶区域,从而达到更好的表面改性。

2. 化学方法化学方法,指的是在高分子材料表面添加化学物质,从而起到改性的作用。

高分子涂层改性技术的研究及应用

高分子涂层改性技术的研究及应用

高分子涂层改性技术的研究及应用高分子涂层是一种新兴的涂层材料,在各个领域都有广泛的应用。

高分子涂层的改性技术涉及到化学、物理、材料科学等多个领域,并且在多个领域都有深入的应用。

如何实现高分子涂层材料的改性和优化其性能已经成为逐渐重要的研究方向。

一、高分子涂层改性技术的研究高分子涂层是复合材料的一种,它具有优异的机械性能、耐磨性、防腐能力、绝缘性能和抗化学性。

但是,高分子涂层材料的性能并不完美,需要通过改性技术来优化其性能。

1. 化学改性化学改性是利用化学方法来改善或增加材料的性能,常用的化学改性方法包括交联、共聚等。

通过交联或共聚改性,在高分子涂层材料的分子链中引入交联或共聚点,能够增强材料的耐磨性、耐热性和耐化学腐蚀性。

2. 物理改性物理改性是利用物理方法来改善或增加材料的性能,常用的物理改性方法包括电子束辐照、紫外线辐照等。

这些方法能够引起高分子涂层材料内部结构的改变,进而提高材料的性能。

3. 复合改性复合改性是将高分子涂层材料与其他材料进行混合,以期获得更好的性能。

复合改性可以通过加入纳米粒子来增强高分子涂层的硬度、抗划伤性和耐光性,通过添加填料来增加涂层材料的体积稳定性和机械强度,以及通过添加助剂来提高高分子涂层的潮湿性和粘附性。

二、高分子涂层改性技术的应用高分子涂层材料的改性技术在现代工业生产中有着广泛的应用。

1. 汽车制造高分子涂层改性技术在汽车制造中得到了广泛的应用。

汽车的表面涂层采用了不同的材料,例如聚酯、丙烯酸和醋酸乙烯等。

化学或物理改性的氟化树脂涂层可以防止汽车表面的污垢和雨水凝结,而电泳涂层则可以防止汽车零件的氧化和腐蚀。

2. 电子产品制造在电子产品制造中,高分子涂层也是不可或缺的。

例如,化学改性的氟化树脂涂层可以保护手机屏幕等电子产品表面不被划伤,而紫外线辐照改性的光敏胶涂层则可以在半导体晶片制造过程中用来控制光刻图案。

3. 医疗实验室高分子涂层材料的改性技术在医学领域也得到了广泛的应用。

高分子材料的表面改性与功能化

高分子材料的表面改性与功能化

高分子材料的表面改性与功能化高分子材料是一类重要的材料,广泛应用于许多领域。

然而,由于其特殊的性质和结构,其表面常常具有一些不足,如亲水性差、耐磨性差等问题。

为了克服这些问题,提高高分子材料的性能,人们提出了表面改性和功能化的方法。

本文将介绍高分子材料的表面改性与功能化的基本概念、方法和应用。

一、表面改性的概念和方法表面改性是指对高分子材料表面进行一系列化学或物理处理,改变其表面性质的过程。

常见的表面改性方法包括:1. 化学改性:通过在高分子材料表面引入新的官能团,改变其表面性质。

例如,通过表面引入羟基、氨基等官能团,可以增强高分子材料的亲水性;2. 物理改性:利用物理方法改变高分子材料的表面形貌和性质。

例如,利用等离子体处理可以使高分子材料表面形成更为平整的结构,增加其耐磨性;3. 界面改性:在高分子材料表面形成一层致密的界面层,提高其与其他材料的相容性。

例如,通过溶液法将一层介于高分子材料与其他材料之间的化合物涂覆在其表面,形成稳定的界面。

二、功能化的概念和方法功能化是指在高分子材料的表面上引入具有特定功能的官能团或化合物,赋予其新的性能和应用功能。

常见的功能化方法包括:1. 生物功能化:在高分子材料的表面引入生物活性分子,使其具有生物相容性、抗菌性等功能。

例如,通过将低分子量的抗菌剂共聚合到高分子材料表面,可以使其具有良好的抗菌性;2. 光学功能化:在高分子材料表面引入光学活性分子,使其具有光学透明性、光泽等功能。

例如,通过将含有特定荧光基团的物质接枝到高分子材料表面,可以使其具有荧光效应;3. 电化学功能化:在高分子材料表面引入具有良好电导性的分子,使其具有电容、电解质传感器等功能。

例如,通过在高分子材料表面修饰金属氧化物纳米颗粒,可以增加其电导性和储能性能。

三、高分子材料的表面改性与功能化的应用高分子材料的表面改性与功能化可以赋予其新的应用领域和性能。

以下举例说明:1. 表面亲水改性的应用:将表面亲水改性的高分子材料广泛应用于涂层、纺织品等领域,提高其耐水性和易清洁性;2. 生物功能化的应用:将生物活性分子功能化的高分子材料应用于医疗领域,如人工骨骼、药物缓释系统等;3. 光学功能化的应用:将具有光学功能的高分子材料应用于光学器件制造,如光纤、光学屏幕等;4. 电化学功能化的应用:将具有电化学功能的高分子材料应用于能源存储与传感器等领域,促进新能源技术的发展。

高分子材料基于激光退火技术的表面改性研究

高分子材料基于激光退火技术的表面改性研究

高分子材料基于激光退火技术的表面改性研究高分子材料是当今工业制造中不可或缺的关键材料之一。

然而,由于材料的特性限制,高分子材料的应用面临着一定的局限性。

其中一个重要的限制就是其表面性质的不稳定性以及易损性。

为了解决这一问题,研究人员开始使用激光退火技术对高分子材料进行表面改性。

本文将介绍这一研究领域的最新进展。

一、激光退火技术概述激光退火技术是一种非常有用的材料表面改性技术。

这种技术通过激光束的照射,将材料表面加热到高温,然后再快速冷却的方式来改变材料的结构和性质。

这个过程能够去除材料表面的缺陷,提高其硬度、耐磨性和抗氧化性。

在对高分子材料进行激光退火时,激光束照射后材料表面会变为非晶态或者单晶态。

这种状态下,材料的性质会发生改变,如表面变得更加光滑、紧密和坚硬。

二、高分子材料改性的实验研究1.改善黏附性能有研究表明,将激光退火技术应用到高分子材料表面,能够大大改善其黏附性能。

实验中,研究人员对聚酯纤维进行激光退火处理后,发现材料表面形成了小孔和凹槽,这些微观结构的形成促进了化学反应的进行。

由此,表面覆盖层与基体之间的化学键数目明显增加。

这种结构变化带来了化学相互作用和物理交互作用,使得聚酯纤维在使用过程中更加耐磨和耐腐蚀。

2.改善透明度透明高分子材料具有广泛的应用前景,但是这类材料通常因为裂纹和雾化而降低了透明度。

近期研究指出,在表面分子膜系数中激光退火技术的应用能够提高材料表面的运动性能,并减少表面缺陷以及材料内部的微观结构度。

如对于聚碳酸酯薄膜的改性表现出激光退火处理后评估,发现其内部分子结构更加紧密和有序,电子显微镜下,光通过的格子数目更少。

同时,材料表面产生的小孔和凹槽也被填充,表面变得更加光滑,从而提高了其透明度。

三、未来展望高分子材料经过激光退火处理后,其表面性质得到了诸多的改善,包括黏附性能、硬度以及透明度等等。

这为高分子材料的工业应用提供了新的可能。

通过进一步的实验研究,有望将激光退火技术用于更多的材料表面改性。

高分子表面改性及其在材料制备中的应用

高分子表面改性及其在材料制备中的应用

高分子表面改性及其在材料制备中的应用高分子材料是目前工业和生活中应用非常广泛的一类材料,拥有多种优良的性质,比如高耐久性、良好的绝缘性、可塑性强等。

但是在实际应用中,高分子材料的表面性质往往不尽人意,比如附着力不强、耐腐蚀性较差等。

基于这些不足,科学家们研究出了一种叫做高分子表面改性的技术,通过这种技术可以对高分子材料表面进行改变,使其在应用中具有更好的性能表现。

本文将简要介绍高分子表面改性的技术以及在材料制备中的应用。

一、高分子表面改性的技术高分子表面改性的技术可以分为物理方法和化学方法两类。

物理方法一般指的是通过物理手段对高分子材料表面进行处理,从而改变其表面性能。

常见的物理方法有紫外线辐射、等离子体处理、气相沉积等。

这些方法一般适用于简单的表面改性,比如增强附着力、提高耐腐蚀性等。

化学方法则是通过将某些化学物质与高分子材料表面反应,从而产生新的表面性能。

化学方法一般需要配合表面处理剂,这些表面处理剂可以与高分子材料表面反应,形成一层覆盖层或者表面化学键,从而改变其表面性质。

常见的化学方法有溶液浸渍法、原子层沉积法、插层法等。

这些方法可以实现高精度的表面改性,比如制备高透明度的材料、增加防水性能等。

二、高分子表面改性的应用高分子表面改性技术在材料制备中的应用非常广泛,下面介绍几个常见的应用:1、生物材料高分子表面改性技术可以应用于生物医学领域中的材料制备,比如制备生物兼容性材料、药物携带材料等。

一些表面处理剂可以使材料在生物环境中更加稳定,降低毒性风险。

同时,在材料表面形成特定的化学键可以增加其与生物体的相容性。

2、光伏材料工业制备中的一些光伏材料表面常常存在着严重的光损失现象。

在通常情况下,光通过材料表面的时候会发生一定的反射和吸收,从而丧失掉一些能量。

高分子表面改性技术可以有效降低光损失,提高材料的光转换效率。

3、电子材料在研制高分子电子材料的过程中,高分子表面改性技术可以应用于提高电输运性能、增加耐久性等。

高分子材料表面改性及其应用

高分子材料表面改性及其应用

高分子材料表面改性及其应用一、引言高分子材料具有重要的应用前景,可应用于医药、电子、光电子、动力等领域。

然而,由于高分子材料表面活性差、生物相容性差等缺点,限制了其应用。

因此,高分子材料表面改性技术的发展日益受到关注。

二、高分子材料表面改性的方法1. 物理改性物理改性是通过物理手段改变高分子材料表面的性质。

常用的物理改性方法包括等离子体处理、离子束辐照、紫外线照射、电子束辐照等。

其中,等离子体处理是一种获得高效率、高选择性表面改性的技术,可使高分子材料表面发生氧化、硝化、氟化等反应,提高材料表面的粘附性、亲水性。

2. 化学改性化学改性通过在高分子材料表面涂覆或共价修饰一些化学物质,改变材料表面的化学性质。

化学改性方法包括表面引入活性基团、表面覆盖生物活性分子等。

例如,利用羧基、氨基等活性基团修饰高分子表面,使材料表面具有更好的生物相容性,提高材料在医学领域的应用。

3. 生物改性生物改性是将高分子材料通过与生物体组织体液交互作用,使材料表面具有良好的生物相容性、生物功能等性质。

生物改性方法包括表面覆盖生物大分子、生物反应器改性、细胞培养等。

生物改性能够大幅提高高分子材料的生物相容性,为生物医药领域的高分子制品应用提供了关键技术。

三、高分子材料表面改性应用1. 医学领域高分子材料表面改性技术在医学领域中得到了广泛的应用,如制备生物相容性好的材料,用于修复组织损伤,支架修复等。

例如,聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、羟基磷灰石等高分子材料对人体组织具有较好的生物相容性和生物活性,可以制备成支架、细胞培养器等有益医疗材料。

2. 环保领域高分子材料表面改性技术也逐渐得到应用于环保领域。

例如,旋转切削颗粒床方法可通过表面氨基化修饰降解至少18种有机污染物,用于处理水体中存在的各种有机污染物。

3. 光电领域高分子材料表面改性技术在光电领域中也发挥了重要的作用,可制备光电材料,如发光二极管、太阳能电池等。

例如,聚苯胺是制备高效太阳能电池的重要材料之一,采用电子束辐照技术可制备固态电解质太阳能电池,其效率高于传统PbS/CQDs量子点太阳能电池。

高分子材料的表面改性技术

高分子材料的表面改性技术

高分子材料的表面改性技术高分子材料作为一类具有广泛应用价值的材料,拥有诸如重量轻、力学性能好、绝缘性能好等特点,广泛应用于电子、医疗、航空、汽车、建筑等领域。

然而,高分子材料本身也存在众所周知的问题,如容易老化、耐磨性能差等。

为了提高高分子材料的使用寿命及性能,表面改性技术应运而生。

一、表面改性技术简介表面改性技术是对材料表面进行物理、化学或生物改性,从而改变材料表面性质(如亲/疏水性、化学稳定性等),实现对材料性能的优化。

在高分子材料领域中,表面改性技术是一种有效的方法,可以改变高分子材料表面的化学、物理结构,提高高分子材料的性能。

二、表面改性技术的分类表面改性技术主要分为物理方法和化学方法两大类。

1.物理方法物理方法是利用外力来改变高分子材料表面性质的方法,包括光刻、电解、喷砂、电子束等。

其中,电子束法是一种常用的表面改性技术,它通过利用高能电子束照射高分子材料表面,使其表面产生化学和物理结构改变,改变表面性质,提高材料耐用性。

2.化学方法化学方法是指利用化学试剂对高分子材料表面进行改性的方法,包括化学清洗、化学修饰、浸渍基质改性、表面接枝等技术。

其中化学清洗是一种温和的表面改性技术,可以去除表面污染物、氧化皮层等物质,减少材料表面的异物,提高高分子材料的表面性质。

三、表面改性技术的应用表面改性技术的应用非常广泛,包括材料的吸附、催化、传感、分离等领域。

在高分子材料中,表面改性技术的应用同样非常重要。

例如,在高分子材料的表面上接枝特定的功能基团或者粘结一定的物质,从而改变其表面性质,提高其化学、力学等性能。

这些表面修饰后的高分子材料可以被应用于传感器、生物医学材料、纳米材料等多个领域。

四、表面改性技术的挑战与发展虽然表面改性技术在高分子材料领域中取得了许多重要进展,但是仍然存在一些挑战。

例如,现有的表面改性技术仍然存在一定的局限性,无法实现对高分子材料表面性质的精确调控。

此外,当前表面改性技术的成本较高,需要使用一定的化学试剂和条件,同时也存在环境问题。

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经含氟单体 如 CF4、CH2 F2 等气 体等离子体改 性则可氟化高分子材料表面, 增加其憎水性, 也可增 加其生物相容 性。H ochart等 [ 13 ] 利用氟化 物 ( CF4、 C6 F14和 CF4 /H2 ) 等离子体 改性聚丙烯腈 ( PAN ) 获 得氟化表面, 使接触角由原来的 63b增加到 115b, 但 加入 H 2 则氟化作 用消失。 T erlingen[ 14] 指 出, 表面 引入的含氟基团可以用氩等离子体可控除去, 由此 获得一系列不同润湿性的表面, 可作为特定场合的 生物医用材料。用全氟烃等离子体处理聚酯膜, 研 究了表面润湿性的变化对生物相容性的影响, 发现 处理后膜吸附白蛋白的保留时间延长, 增加了其抗 凝血性。
2 等离子体聚合
等离子体聚合是将高分子材料暴露于聚合性气 体中, 表面沉积一层较薄的聚合物膜。该方法具有 如下优点: 成膜均匀; 膜中无气体; 膜与基体附着性 能好; 可 进 行 大 面 积 的 涂 覆; 易 和 其 它 气 相 法 ( CVD )、真空蒸镀法等结合。等离子体聚合与通常 的化学聚合所得到的聚合物相比结构上差异很大, 其最大特点是能形成高度交联的网状结构, 热稳定 性、化学稳定性、力学强度优良。由于等离子体聚合 沉积的聚合膜在结构上与普通聚合膜不同, 因此在 性质上赋予 了新的 功能, 能改 善材 料多 方面的 性 能 [ 8- 9] 。
聚合物材料的浸润性与许多领域有关, 如印刷、 喷涂和染色等。但由于聚合物材料表面自由能低,
收稿日期: 2007- 03- 15 基金项目: 陕西省科技厅科学技术研究发展计划项目 ( 2005KW - 21) 作者简介: 孙晓宁 ( 1964- ) , 男, 硕士, 助理研究员, 从事管理工作, 电话: 13572517223。
接枝适当的单体或聚合物可改善材料的亲水或 拒水性、粘附性、耐疲劳、防腐、耐磨、导电性及选择 渗透性及生物相容性等。
面的亲水性, 而且此氨基在生理 pH 值环境下由于 质子化作用而带上正电荷, 有利于带负电荷的细胞 吸附。此外, 含氮基团可与血浆中的细胞粘附蛋白 如纤维粘连蛋白等通过氢键结合, 从而从多个方面 促进细胞在材料表面的粘附与生长。 Chu等 [ 7] 采用 氨等离子体技术修饰聚乳酸, 然后再进行人的内皮 细胞 ( H uVEC ) 和 兔 子的 微 脉 管 内 皮细 胞 ( RbMVEC ) 培养。结果显示, 经氨等离子体技术修饰聚乳 酸或用粘连蛋白 ( Fn) 复合聚乳酸再经氨等离子体 技术修饰上的 H uVEC 和 RbMVEC的增殖效果明显 优于聚乳酸或经粘连蛋白 ( Fn) 复合的聚乳酸上的 增殖效果。
Abstract: Recent progress of new technology of po lym er m aterials surface m odificat ion, nam ed p lasm a
techno logy is rev iew ed. T here are three w ays using p lasm a techno logy to m odify the surface properties o f po lym er m ateria ls, w h ich are plasm a surface treatm en,t plasm a polym erization and plasm a graft copolym er-
聚合物膜可分为极性聚合膜和非极性聚合膜。 非极性聚合膜的电介体在 生物和医药领域 作用很 大, 但其电核存储能力和存储稳定性并不令人满意; 而极性聚合膜的电介特性很好, 但价格昂贵, 因此从 实用出发, 如何提高非极性膜的电特性是很有价值 的研究工作。W ei用 SF6、O2 和空气等离子体对聚 丙烯膜表面处理, 由于改性过程中有隧道效应, 增加 了表面阱密度, 尤其是 C F 、 C C 、 C O 键 的引入, 从 而使存 储电核 的能 力和 稳定 性提高 了 50% [ 10 ] 。
氩等离子体处理过的聚氯乙烯已作为医用输血 袋使用。 L i等 [ 4 ] 运用 远程氩等离子体对聚氯乙烯 进行了表面改性, 结果表明, 聚氯乙烯表面微观形态 和表面化学成分均发生了变化, 亲水性优于常规氩 等离子体, 且没有明显的降解反应。亲水性的好坏 取决于样品所放位置、放电功率以及放电时间。远 程氩等离子体处理去氯 ( C l /C = 0. 01) 比常规等离 子体 ( C l /C = 0. 03 ) 效 果好, 且形成 的含氧 官能团 多。远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、 离子的刻蚀作用, 强化自由基反应, 使材料表面获得 更好的改性效果。此外, 等离子体还具有优良的杀 菌能力, 如用 H e、O2、A r、H 2 等离子体处理, 枯草菌 等细菌胞子可完全被杀死。
L ai等 [ 2] 通过接触角测量仪、X - 射线光电子能 谱 ( XPS) 和扫描电子显微镜 ( SEM ) 研究了微波氩等 离子体处理聚碳酸酯、聚丙烯和聚酯 的表面特性。 结果显示, 等离子体处理改变了表面的化学成分和 粗糙度, 化学成分的改变使得聚合物表面具有较高 的亲水性, 其主要原因是由于含氧基团所占比率的 增加, 这与他人的研究结果一致; 但是进一步的研究 分析表明, C O 双键是导致聚合物表面亲水性增 加的关键因素。
第 6期
孙晓宁等: 高分子材料表面改性新技术
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高分子材料表面改性新技术


孙晓宁 , 王成群
( 西安工程大学 , 陕西 西安 710048 )
摘 要: 综述了近年来高分子材料表面改性新技术 ) )) 等离子体技术表面改性 高分子材料 的最新进 展。运用等离 子体技术改变高分子材 料的表面性质的方法主要有三类 : 等 离子体 处理、等离子 体聚合 和等离 子体接 枝聚合。等 离子体技术正以其优越 性在高聚物材料表面改性方面得到越来越广泛的应用。
高分子材料由于具有良好的性能而广泛地应用 于包装、航空、印刷、生物医学、微电子、汽车、纺织等 行业, 但日益增长的工业发展水平对高分子材料的 表面性能如浸润性、粘附性、生物相容性、电学性能、 阻燃性等提出了更高的要求, 利用等离子体对其进 行表面改性已引起研究人员的广泛兴趣。
采用等离子体技术对聚合物材料表面进行改性 有许多优点, 与传统 / 湿式 0处理相比, 等离子体技 术是 / 干式 0操作, 成本低, 操作简便, 单体选择范围 大; 利用等离子体反应的特点赋予改性表面各种优 异的性能; 表面改性层厚度极薄 ( 从几纳米到数百 纳米 ), 只改变材料的表面性质, 基体的整体性质不 变; 可制得超薄、均匀、连续和无孔的高功能薄膜, 且 该膜在基体上有强的粘着力, 便于各种载体的表面 成膜。等离子体技术具有的独特表面改性效果为高 分子材料改性提供了一条新途径。
关键词: 等离子体 ; 表面改性 ; 高分子材料
中图分类号: TQ316. 6
文献标识( 2007) 06- 0003- 04
N ew Technology of P olym er M aterials SurfaceM odification
SUN X iao- n ing , W ANG Cheng- qun ( X ican Po ly technic U niversity , X ican 710048 , Ch ina)
刘际伟等 [ 3] 用射 频等离子体研 究了聚四氟乙 烯的表面改性, 测试了压剪粘接件和拉伸粘接件的 粘接强度, 发现经处理后的聚四氟乙烯粘接件的拉 伸强度得到了很大提高, 一般都在 10倍以上。
对高分子材料进行表面处理赋予材料良好的力 学、功能特性及生物相容性, 是生物材料研究中的一 个热点和发展趋势, 等离子体技术已成为研究开发 生物医学材料的热门技术, 理论和应用研究已取得 显著进展。等离子体对高分子医用材料可进行许多 改性: ¹ 改善生物相容性, 包括血液相容性、组织相 容性; º 形成交联表面层, 减少材料中低分子物的渗 透; » 提供能固定生物分子的基材, 研究较多的有聚 氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸 甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。
D elattre等 [ 12] 将等离子体聚合噻吩 ( PPT h)膜沉 积在冷轧钢表面, 用以提高与橡胶的粘结性。 PPT h 膜的 C / S为 4 B1, 与噻吩单体具有类似的组成。酸 清洗和氢等离子体预处理冷轧钢样品有助于提高粘 结性, 最佳 PPTh膜的厚度为 50 ! , 比其它等离子体 聚合膜薄, 但是粘结性更好。
ization. P lasm a techno logy has been applied in po lym er m ateria l surface m od ification m ore and m ore ex-
tens ively.
K ey w ord s: p lasm a ; surface m odificat ion ; po lym er m ateria ls
高聚物具有分子可设计性, 通过等离子体表面
作用可以在表面引入不同的基团来改善其性能, 如 亲水性、疏水性、润湿性、粘接性; 引入具有生物活性 的分子或生物酶, 提高其生物相容性。利用等离子 体技术进行高分子材料表面改性的方法通常有等离 子体处理、等离子体聚合及等离子体接枝聚合。
1 等离子体处理
等离子体处理是将材料暴露于非聚合性气体等 离子体中, 利用等离子体轰击材料表面, 等离子体中 的活性物质与高分子材料表面进行各种相互作用, 引起高分子材料结构发生许多变化, 进而对高分子 材料进行表面改性。等离子体处理能够改善高分子 材料的表面性能, 包括染色性、湿润性、印刷性、粘合 性、防静电性、表面固化等。
聚合物广泛应用于建筑材料、交通和电子工程
第 6期
孙晓宁等: 高分子材料表面改性新技术
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中, 但由于其独特的化学组成而易于燃烧, 故阻燃性 成为很重要的需求。 Jam a 等 [ 11] 在聚酰胺 6( PA 6) 聚合物表面上采用等离子体聚合法形成一层厚度为 50 Lm 的聚硅氧烷, 使热传导率下降 30% , 且产生 了许多不完全阻燃反应。
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