高分子材料的改性技术及表征方法_方瑞萍

，
联
系
人 唐 辉 教 授 从 事 高 分 子功 能材 料 的 研 究
：
，
，
。
？
2
2 6

？
化 工 新 型 材 料 第
4 3
卷
（
Ｐ ＶＤ Ｆ ）
膜经
Ｃｏ
■
－
6
0
＞
源辐 照 在
， ，
Ｐ ＶＤ Ｆ
一
分 子链 上 产 生
自 由
，
基 Ａ
，
（
ｒ
、
Ｎ
2
、
（）
2
、
Ｈ
2
0
、
Ｃ0
2
、
ＮＨ
3
ｉ
ｉ
ｌ
ｉ
ｌ
ｓ
Ｆａ ｎ
ｇ
Ｒｕ
ｉ
ｉ ｐ ｎｇ
Ｔ ａ ｎ ｇ Ｈ ｕ
Ｋ ｕｎ ｍ
ｉ
ｉ
Ｈ
ｕａｎ
ｇ Ｊ
ｉ
ａ
ｎ
Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｒ ｕ
ｉ
ｒ
ｕ
ｉ
Ｌ
ｉ
Ｂ ｎ
ｉ
（
Ｓ ｃ ｈｏ ｏ
ｌ
ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｃ ａｌ Ｅ ｎ
ｉ
ｇ ｎｅ
ｉ
ｅｒ
ｉ
ｎｇ
，
ｎ ｇ
Ｕｎ
ｉ
ｖ ｅｒ
ｓ
ｉ
ｔ
ｔ
ａ
ｉ
ｐ
ｕｒ
ｐ
ｏ ｓｅ ｈａ ｖ ｅ ａ ｔ ｔ ｏ
ｒａ ｃ
ｔ
ｅ
ｄ
ｇ
ｒ ｅａ
ｔ
ａｔ ｔ ｅ ｎ
ｔ
ｉ
ｏｎ ｓ
．

Ａ ｃｃ ｏ ｒ ｄ
ｉ
ｇ
ｔ
ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ
ｉ
ｅ ｓｏ
ｆ
ｐ
ｏ ｌ ｙ ｍｅ
ｒ ｍ ｏｄ
ｉ
ｆ
ｉ
ｃａ ｔ
ｉ
ｏｎ
，
ａ ｓ ｅ ｒ
ｉ
ｅ
ｓ
ｏ ｆ ｍｏ ｄ
第
2
4
3
卷第
5
3
期 化
工
Ｉ
新
型
材
料 Ｖ ｏ
Ｉ
ｌ
．
4 3
Ｎ ｏ
．
3
0
1
年
3
月 Ｎ ＥＷ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｃ ＡＬ Ｍ Ａ Ｔ Ｅ Ｒ Ａ Ｌ Ｓ
？
2 2 5 ？
高 分 子 材料 的 改 性 技 术 及 表 征 方 法
方瑞萍
（
唐
工
辉 黄
大 学化 学
［
ｉ ｆ
］
。
，
，
1
1
基 金项
目
：
国 家 自 然 科 学 基金 地 区 基 金项
（
目
，
（
5
1
1
6 7 0
0 8
）
；
昆 明 理 工 大学 分 析 测 试 基 金
。
（
2 0
1
4 0
7
7 7
）
作者 简介 方瑞萍
：
1
9 9 0
—

）
，
女 在 读 硕 士 主 要 研 究 方 向 为 高 分 子 功 能材 料
ｙ ｏ
ｆ
Ｓｃ
ｉ
ｅ
ｎ ｃｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ
ｌ
ｏ
ｇｙ
，
Ｋ ｕ ｎｍ
ｉ
ｎ ｇ 6 5 0 5 0 0
）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ Ｗ
ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ
ｔ
ｉ
ｔ
ｈ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｏ
ｌ
ｐ
ｍ ｅ ｎｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ
，
了
近 年 来 高 分 子 材 料 的 几 种 表 面 改 性技 术 接 枝 聚 合 法
显 微镜 方 法 和 谱 外 方 法
了
．
、
电 离 气体 处理
、
湿化学 法
以 及 改性
复合 材料 的 表征 方 法 光 谱学
：
一
详 细 叙 述 了 各种 技 术 改 性 的 机理 和表 征 方 法
。
ｐ
ｒ ｅ ｓｅ
ｎ ｔ ｅｄ
，
ａ ｓ ｗ ｅ ｌ
ｌ
ａ ｓ ａ ｓｅ ｒ
ｉ
ｅ ｓ ｏ
ｆ ｃ
ｈａ ｒ ａ ｃｔ ｅ ｒ ｚ ａ ｔ ｏｎ ｍ ｅ ｔ ｈｏ ｄ
ｉ
ｉ
ｓ ｉ
ｎｃ ｌ ｕ ｄ ｎ
ｉ
ｇ
ｓ
ｐ
ｅｃ
ｔ
ｒｏ ｓ ｃ
ｏ
ｐ
ｃ ａ ｎ ｄ
ｍ ｃ ｒｏ
ｉ
ｓｃ
ｏ
ｐ
ｉ
ｃ ａ ｎ ａ
ｌ
ｙｓ ｅ ｓ
无 纺 布 改 性 材 料 面
，
ＰＥ
ｌ
薄 膜浸没在铬酸 水
、
、
硫酸 质量 比 为
－
2
9
：

ｉ
ｆ
ｉ
ｅ ｄｔ
ｅｃｈ ｎ
ｉ
ｅ ｉ ｃ ｑ ｕ ｓ ｎ
ｌ
ｕ ｄ ｎ ｇ ｇ
ｉ
ｒａ
ｆ ｔ
ｐ
ｌ
ｏｎ ｙｍ ｅ ｒ ｚ ａ ｔ
ｉ
ｉ
，
ｉ
ｏｎ
ｉ
ｚ ｅ ｄ
ｇ
ｉ
ａｓ
ｔ ｒｅ
ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎｄ ｗ ｅ ｔ ｃ ｈ ｅ ｍ ｃ ａ
ｉ
ｌ
ｐ
ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗ ｅｒ ｅ
，
Ｍ
3
］
，
氨 和氮 等
提 高 亲 水 性增 强
，
，
。
Ｙ ａ ｎｇ
等
［
7
］
以 过硫 酸 盐为 介质
Ｃ Ｈ
－
，
通 过 Ｕ Ｖ 离 子 体 则 被 用 于 高 分 子 材 料 表 面 的 氮 化 惰 性 气 体 被 用 于 在
， ，
辐 照 催 化 氧 化 将 聚 合物 表 面 的
简 单 的水解 作用 转化为
科 学 技 术 的 不 断 发 展 使 得 对 高 分 子 材 料 的 浸 湿性
、
、
、
粘 附 年 Ｄ ｅ ｃ ｈ ｅ
，
ｒ
等
［ 3 ］
首 次 报道 了 具 有 相 反 电 荷 的 聚 电 解 质 靠 静 电
，
性 吸 附 性 渗 透 性 选 择 性 和 生 物 相 容 性 等 提 出 了 更 高 的 要 引 力 结 合 而 形 成 了 多 层 薄 膜 经 过
，
。
因此
，
关于 高 分子 材 料共
Ｇ ｒａ
ｆｔ
ｉ
ｎ
ｇ
ｆｒ
ｏｍ
两 种方 式
［
2
］
。
研究 得 到 迅 速 发 展 高 分 子 材 料 接 枝 的 机 理 主 要 有 价 接 枝 的
（
。
大 多 数 高 分 子 材 料 表 面 活 性基
，
静 电相 互 作 用 共价 粘 附 和 非 共价连 接
ＰＥ
上 的 接 枝 聚 合 反 应 并 将 接 枝 产 物 进 行 后 续 的 固 载 过 酸 引 发 酸 中 用 于 向
和
ＰＰ
引 入 具有 反 应活性 的 含 氧 基 团 在
，
7
2
1
9
丙 烯 酰胺接 枝 聚 合 反 应 胺 化 反 应 及
、
，
目
标 功 能 分 子 的 逐 层 组条 件 下 将
、
？
．
5
］
，
対 于啤
1

1
接 枝 聚 合
， ，
酒 果 汁 和 中 草 药 中 某些 成 分 的 吸 附分 离 共 价 固 定 的 改 性 材 法
“
活 性 功 能 基 团接 枝 到 基 材 表 面主 要 有
“
Ｇｒ ａ
ｆ ｔ
ｉ
ｎ
ｇ ｏ
ｎｔ ｏ
”
和 料 稳 定 性 较 好 不 会 引 人 化 学 污 染
．
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｐ ｏ
ｌ
ｙ
ｍ ｅ ｒ ｍ ａ ｔ ｅｒ ａ
ｉ
ｌ
，
．
ｓｕ ｒ
ｆ
ａｃ ｅ
，
ｍ ｏｄ
ｉ
ｆ
ｉ
ｅｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ
ｉ
ｑ
ｕｅ
，
ｃｈ ａ ｒａ ｃ ｔ ｅ ｒ
ｉ
ｚａ
ｔ
ｉ
ｏ ｎ ｍｅ
ｔ
ｈｏｄ
，
ｆ
ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎｓ ｄ ｅ ｒａ ｔ
ｉ
ｉ
ｏｎ
的 原理
。
结 合 相 关 文 献 和 本课 题 组 的 研 究
， ，
，
对 高 分 子 材 料的 改 性作
一
进
一
步 的 思 考 和展 望
关键 词
高 分 子 材 料 表 面 改 性技 术 表 征 方 法 进
， ，
步思 考
Ｍ ｏｄ
ｉ
ｆ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ
ｉ
ｉ
ｑ ｕ ｅｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｚ ａ ｔ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｐ ｏ ｙ ｍ ｅ ｒｍ ａ ｔ ｅ ｒ ａ
．
一
1

济 性等 因素 进
步 完 善 改 性 材 料 的 性能
。
基 于 高 分 子 材 料 改

“ ＾ Ｐ 0 ？ 筆电 师 Ｔ
Ｉ
性的
一
般 思 路 多 种 新 型 功 能 材 料 不 断 涌 现 其 中 表 面 改 性 技 图
，
1
，
高分子 材 料 表 面 的接 枝机 理
；
是
按照既定 的方 案 通 过 接枝 共聚
、
、
交联
、
等离 子体处理 放
｜ ＾ 射
｜
一
一
线 处 理 刻蚀及 溶剂 处 理等 方 法 得 到 基 本 满 足 需 要 的 表 面 改
、

—
1
］
ｒ
1
ｕ Ｔ 活 性 功
团
性材料
［
1
］
；
第 三 步 是 综 合 考 虑 实 际 应 用 过 程 中 的 安 全 性 和 经
、
图
1
）
，
其 中 静 电 相 互 团 较 少 常 常 在 接 枝 聚 合 前 须 进 行 预 处 理
， ，
如在
ｙ
射线 电子
、 ，
和 紫 外 线等 高 能辐 射下 聚 合 物分 子链 产 生 自 由 基 再 通过 作 用 是 依 靠 活 性 分 子 与 基 材 之 间 相 反 电 荷 的 交 替 吸 附 并 形 成 束 二 法 得 材 聚 乙 接 枝 聚 合 的 方 制 功 能 陆 晓 峰 等 偏 氟 烯 料 将 基 团 的 化 合 物接 枝 到基 材表 面 9 9 离 子键 从 而 将 带 功 能
一
。
设计思路是
致的 第
，
一
步 是设 计或 选 择
一
种具有能满 足使
、
用 需 要 综 合特性 的 基 材 其 特 性 可 能 包 括 弹 性 来 源
，
（
天然 或
二步
、
？ ？ ？ Ｔ Ｔ Ｔ
Ｓ Ｓ Ｓ
一
合成
）
、
导 电性 机械 强 度
、
，
、
光学透 明 度 和 可 重 复 性 第
）
及操作 参 数 压力
（
、
能 量 气体 流
、
可 使苯 乙烯接枝到
，
ＰＶ Ｄ Ｆ
膜上 形成
定 长 度 的 支 链 再 经 磺 速 而 不 同
）
。
空气 和 氧 等 离 子 体 通 常 被 用 于 在 聚 合 物 的 表 面
［
1
化 反 应 引 人 磺 酸 基 团 改 性 所 得 的 聚 偏 氣 乙 烯 超 滤 膜 截 留 率 引 人 含 氧 的 功 能 基 团 来 改 善 聚 合 物 的 亲 水 性
出 了
＊
剑
程学院
，
陈瑞瑞
昆 明
6 5
李
0 5 0 0
）
斌
昆明 理
工
摘
ห้องสมุดไป่ตู้
要
科技的 发展对 高 分子 材料的 性 能 提
，
更 高 的要 求
，
为 某 种 用 途
“
量 身定 制
”
高 分子材 料的 研 究 备 受 关 注
：
。
根据
国 内
外 对 高 分 子 材 枓 改 性 方 面 的 研究 综 述
ｇｙ
ｎ
，

ｐ
ｒｏ
ｐ
ｅ ｒｔ
ｉ
ｅ ｓ ｏ ｆ
ｐ
ｏ
ｌ
ｙ
ｍ ｅ ｒ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ
ｌ
ｑ
ｕ
ｉ
ｒｅ
ｄ ｓ ｔ ｎ
ｒｉｃ ｔ
ｌ
ｙ
，
ｔ
ｈ ｕｓ
，
ｔ
ｈ ｅ ｒ ｅ
？
ａ
ｉ
ｌ
ｏ
ｒ ｅ ｄ ｓ ｏ
ｍ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ
ｉ
ｑ
ｕ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ａ ｃｅ ｒ
，
转 化为
＿
Ｃ
－
0
Ｓ
0
3
再 通 过 聚 合 物 表 面 引 人 活 性 位 点 并 用 于 后 续 的 接 枝 共 聚
Ｃ
－
ＯＨ 引 人 的 羟 基 基 团 保 留 了 它 们
，
原 1
．
3
湿 化 学 法
有 的 反 应 活 性 通 过 这 种 方 法 获 得 的 羟 基 化 的 表 面 为 大 范 围 湿 化 学 表 面 改 性 实 质 上 是 用 液 体 试 剂 处 理 基 材 以 形 成 具 有机物
术 及 表 征 方 法 成 为研 究 的焦 点
。
本研究综述 了 近 几年来 国 内
。
外 高 分 子 材 料 表 面 改 性 技 术 及 表 征 方法
1
共 价 粘 附 是 通 过 分 子 之 间 形 成 共 价 键 而 连 接
［ 4
，
因 其在聚
局
．
分 子 材 料 的 改性 方
）
去
在 控 制 体 内 蛋 白 质 沉 淀 的 药 物 研 究 中 极 为 重 要
，
ａ ｎｄ
ｎｏ ｎ
－
ｓ
ｐ
ｅｃ
ｔ
ｒａ
ｌ
ｍｅ
ｔ
ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ｗ ｅ ｄ
ｉ
．
Ｍ ｅ ｃ ｈａ ｎ
ｓ
ｉ
ｉ
ｓ ｍ ｏ
ｆ ｔ
ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｑ ｕ ｅ
ｉ
ｓ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ
ｈｏ ｄ ｓ ａ
ｌ
ｌ

ｗ ｅ ｒ ｅ ｄｅ ｓ ｃ
ｒｉ
ｂ ｅ ｄ ｎ ｄ ｅ ｔａ
ｉ
ｉ
ｌ
．

Ｃｏ ｍ ｂ
ｉ
ｎ ｅｄ ｗ
ｉ
ｔ
ｈ
ｌ
ｉ
ｔ
ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｕ
ｒ ｒ ｅ
ｓ ｅａ ｒ ｃ
ｈ
，
ｆ
ｕ
ｒｔ
ｈ ｅ ｒ ｃ ｏｎ
ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｏｎ ｓ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｏ
ｉ
ｓ
ｐ
ｅｃ
ｔ
ｓ ｗ ｅ
ｒ
ｅ ｒｏ ｏｓ ｅ ｄ ｐ ｐ
宁
［
、
无 机物 和金 属 材 料 的 功 能 化提 供 新颖 的 基 材
（
。
苏 秋 有 反 应 活 性 的 功 能 基 团 三 维 立 体 化 的 基 板 与 其 他 表 面 改 性
， ， ，
8 ］
通 过 紫 外 光辐 照 实 现 了 丙 烯 酸 在 聚 丙 烯
，
ＰＰ
）
无 纺 布 基 材 方 法 相 比 具 有 较 好 的 渗 透 能 力 如 铬 酸 和 高 锰 酸 钾 溶 解 于 硫
、
2
0
年 的发 展 静电
，
自
组装
求 近 年来 为 某 种 用 途 量 身定 制
， ，
“
”
高 分 子 材 料 的 研 究 备 受 关 成 膜 技 术 在 高 分 子 材 料 表 面 的 接 枝 聚 合 改 性 中 发 挥 着 重 要
，
注
。
高 分 子 材 料 的 表 面 改 性 随 着 用 途 的 不 同 而 不 同 但 整 体 作 用