聚丙烯填料表面处理对润湿及传质性能的影响

引　言聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类 ,在化工上应用较为广泛 .与其他材质的填料相比 ,聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点 ,但其明显的缺点是表面润湿性能差 .研究表明 ,聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 4 0 % [1] .由于聚丙烯填料表面润湿性能差 ,故传质效率较低 ,使应用受到一定的限制 .为此 ,对聚丙烯填料表面进行处理 ,以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视 .近年来 ,国内外一些学者做了该方面的研究工作 ,研究结果表明 ,聚丙烯填料经表面处理后 ,润湿及传质性能得到了较大的…     

聚丙烯塔填料的润湿和表面处理

根据润湿现象的有关理论,对提高聚丙烯塔填料表面润湿性能的一些途径,进行了探讨,并用实验进行了确认,聚丙烯环表面经处理后,临界表面张力可达6.2×10~(-2)N/m,其润湿性能已略优于陶瓷。     

金属填料表面处理对润湿及传质性能的影响

<正>塔填料是填料塔中气液接触的基本构件,表面润湿性能是填料的重要应用性能。填料可采用陶瓷、金属和塑料等不同材质,就表面润湿性能而言,以陶瓷制最好,塑料制最差。 对塑料填料表面进行处理的研究表明,填料经表面处理后,可使润湿性能得到较大的提高,但尚未见有关金属填料表面处理和其润湿性能的研究报道。本文用物理方法和化学方法处理金属填料表面,测定研究了其润湿及传质性能。     

聚丙烯塔填料的润湿和表面处理

本文对聚丙烯塔填料表面亲水化处理的一些途径进行了探讨,并用实验确认了其可行性。聚丙烯表面经处理后,临界表面张力可达62×10~(-3)N/m,润湿性能与陶瓷相当。     

水溶性高分子NCP和HPAM对钙质蒙脱土表面润湿性的影响

用JF99A粉体接触角测量仪测定了水溶性阳离子聚合物NCP溶液和部分水解聚丙烯酰胺HPAM溶液在粉体钙质蒙脱土上的润湿性. 实验结果表明NCP溶液在0~1 g/L浓度范围内蒙脱土表面的润湿接触角比水在蒙脱土表面的润湿接触角小，并且比浓度相当的HPAM溶液在蒙脱土表面的润湿接触角要小得多；相同浓度NCP和HPAM溶液中达到吸附平衡的蒙脱土干燥过筛处理后的样品对水的润湿接触角也是前者小于后者，其差别比各自溶液在蒙脱土上的润湿性的差别更大，即经NCP处理后的蒙脱土对水的润湿性明显变好，而经HPAM处理后的蒙脱土对水的润湿性变差.     

新型聚丙烯填料在废水好氧处理中的综合性能研究

采用研制的添加生物亲和、亲水物质及活性磁种并磁化（2．5～5．0mT）的改性聚丙烯填料，进行表面润湿性、磁力挂膜以及模拟污水的生物降解试验等综合性能研究。结果发现，改性填料表面接触角比普通填料降低20％，亲水性得到很大提高；挥发性挂膜量增加近三倍，大大促进了生物膜的形成；同时，将COD为500mg／L的模拟污水完全降解，改性填料需10．5h，而普通聚丙烯填料则需22．5h。     

聚丙烯孔板波纹填料表面改性研究

采用液相化学法对聚丙烯孔板波纹填料进行表面改性,并对改性后的填料作性能测试。结果表明,改性后的聚丙烯填料表面粗糙度增大并引入含氧极性基团,其表面水接触角从８８°降低至４５°,临界表面张力由２８×－３Ｎ／ｍ提高到５５×１０－３Ｎ／ｍ,气相总传质单元数平均增加２４％,传质性能大为改善。     

塑料表面糙化处理对其润湿性能的影响

采用化学糙化法对塑料表面进行处理，测定了处理前后表面的粗糙度及接触角。研究结果表明，塑料表面经糙化处理后，其润湿性能得到显著的提高。通过实验数据的回归，得出了润湿准数的关联式。该研究结果对塑料的工程应用具有参考价值。     

部颁标准测定润湿速率方法的机理研究

本工作采用化工部部颁标准HG2-380-80(下称部颁法)测定了Aerosol OT、BX、Tergitol等阴离子表面活性剂对天然纤维的润湿速度,同时测定了它们的表面张力及其在石蜡表面的接触角。研究表明,部颁法测定的润湿时间与溶液的表面张力、石蜡表面的接触角和溶液浓度之间的关系,符合Fowkes提出的润湿模型,为部颁法测定阴离子表面活性剂溶液的润湿速率找到理论依据。     

硫酸处理对天然橡胶界面粘结性能的影响

采用硫酸溶液处理天然橡胶表面以改善其粘结性能。通过力学性能测试、电子扫描电镜（SEM）、能量分析光谱（EDX）、接触角分析等研究了不同处理时间对天然橡胶表面粘结性能的影响。随着处理时间的延长,天然橡胶表面的接触角先减小后增大;SEM测试结果表明经过硫酸处理后天然橡胶表面的粗糙度和微裂纹增多,有利于胶粘剂的润湿和渗透;EDX测试结果显示,橡胶表面氧元素含量增多,表明引入了含氧极性基团—C O、—COO-等。随着处理时间的延长,T-型剥离强度先增大后减小,用质量分数为80%的H2SO4溶液处理15 min时,剥离强度达到最大值10.67 kN/m。硫酸处理可改善天然橡胶表面的表面形貌、化学性质及其润湿性,有利于粘结强度的提高,从而提高天然橡胶的粘结性能。     

Corona Discharge Treatment of Polyolefins

The effects of corona discharge treatment on polyethylene and polypropylene homopolymers have been studied. X-ray photoelectron spectroscopy was used to determine surface compositions which were related to surface free energy estimates from contact angle measurements. Changes in composition and surface free energy were measured as a function of treatment level. The work of adhesion was seen to increase with oxygen incorporation. The increase was not linear and this is attributed to an increase in the degree of sub-surface to near-surface oxidation at intense treatment levels. Aging of samples followed by XPS and contact angle measurement showed that surface wettability is reduced whereas a slight increase in surface oxygen was found. This phenomenon was attributed to the reorientation/migration of functional groups. Morphological examination by scanning electron microscopy indicated no surface roughening at any power level.     

氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究

用氧等离子体对聚丙烯（PP）粉体进行表面处理,采用水接触角（WCA）、红外光谱（IR）对处理前后PP粉体的水接触角、表面组分的变化进行了分析。实验结果表明,随着等离子体处理时间延长,水接触角减小。IR分析表明,在氧等离子体处理中,PP粉体表面有含氧极性官能团生成,导致粉体表面水接触角减小。     

基于光学测量的异形纤维润湿性差异研究

气液聚结过滤在过程工业领域具有广泛应用,纤维材料润湿性是影响聚结元件过滤性能的关键因素。基于光学测量法,本工作开展了单根三角形、三叶形和十字形纤维表面的液体润湿性差异研究,分析了液体接触角及体积的变化过程,考察了液体类型、纤维倾斜角度及异形度对润湿性的影响。结果表明,液体表面张力越小,接触角越小,润湿性越强,但液体的挥发性易导致实际接触角大于理论接触角。三甘醇、癸二酸二辛酯和硅油的接触角基本不随时间发生变化,水和乙醇的接触角随时间逐渐减小且由于乙醇挥发速率较高,导致减小速率更大。液体接触角随异形纤维的倾斜角度呈“V”形分布,即存在极小值点(倾斜角度为30°),使纤维润湿性达到最佳。当纤维异形度增大时,不同液体间的接触角差异缩小、整体润湿性提高,表明在制备预过滤层或排液层材料时,宜选择异形度较高的纤维。     

低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响

为改善PBO纤维的润湿性,拓宽其应用领域,探究了空气低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响。通过芯吸效应和接触角表征处理前后PBO纤维润湿性,并采用扫描电子显微镜SEM观察处理前后PBO纤维表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)对处理前后PBO纤维表面化学组成进行定性分析。实验结果表明,改性后PBO纤维芯吸高度大幅上升,接触角明显降低,并且在其表面产生明显刻痕,局部有剥离现象,改性后PBO纤维O、N元素含量均有所提高,PBO纤维润湿性明显增强。()     

激光和等离子处理对复合材料表面涂层附着力的影响研究

为了提高环氧涂料在纤维增强聚丙烯复合材料上的附着力,采用激光和等离子体表面前处理方法,应用超景深显微镜、粗糙度测定仪、接触角测试仪以及附着力测试仪,研究了激光和等离子体表面处理对纤维增强聚丙烯复合材料表面形貌、表面粗糙度和表面水接触角的影响,并且探究了这 2种表面处理方式对环氧涂层在复合材料上附着力的影响。结果表明： 2种处理方式均可明显提高环氧涂层在基材上的附着力,附着力均可由不到 1 MPa提高至 8 MPa以上。     

Dynamic wetting of plasma‐treated polypropylene nonwovens

Various techniques have been employed to improve the wettability of polypropylene materials for a wide range of applications. In this study, polypropylene nonwovens were treated in oxygen plasma for improving water adsorption properties. The effects of plasma treatment on wetting and water adsorption behavior were characterized using dynamic contact angle measurements and dynamic sorption measurements. The introduction of hydrophilic groups was detected by attenuated total reflection–Fourier transform infrared spectroscopy. The plasma treatment roughened the fiber surface revealed by atomic force microscopy. The roughened and hydrophilic surface resulted in the change in advancing and receding contact angles. The dynamic sorption measurements also examined the water adsorption behavior of the materials. The investigation revealed that plasma treatment could significantly improve the water adsorption properties of polypropylene nonwovens. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 2157–2160, 2007     

防指纹涂层实验室评价方法研究

建立防指纹（ Anti-fingerprint,AF）涂层实验室评价方法是研制开发手机屏和手机膜 AF涂层的基础。文中提出了通过测定水在手机膜表面的接触角反映汗液中主要成分水在手机膜表面的润湿程度,并通过绘制润湿性包络图表征汗液中其他成分在手机膜表面的润湿程度来研究液体在固体表面的润湿性与固体表面能的关系。在此基础上,设计了一种基于 Young-Laplace方程拟合分析蒸馏水和二碘甲烷在手机膜表面的接触角,利用 Owens-Wendt-Kaelble公式得出被测样品的表面能参数,绘制润湿性包络图并采用面积法求取包络图面积 S,评价表面被液体润湿能力的方法。结合水在手机膜表面的接触角数值,综合分析手机膜的防指纹效果。通过实验分析了 3种手机膜的防指纹效果,结果表明所设计的评价方法能够合理地反映手机膜的防指纹效果。     

十四酸铜超疏水表面的溶剂热法制备及其润湿性

超疏水表面是防止低温条件下风机叶片表面结冰、保证机组安全运行的重要材料之一。本文以十四酸乙醇溶液和铜片为前体,基于溶剂热法将十四酸铜原位生长于铜片表面,通过调控前体浓度和反应时间获得了不同润湿性的疏水表面,实现了疏水表面润湿性的有效调控。此外,采用扫描电子显微镜（SEM）观察了十四酸铜团簇的微结构及分布状态;借助X射线衍射仪（XRD）验证团簇粉末的晶格成分;通过接触角测量仪量化不同条件下样品的表面润湿性。结果表明,随着铜片表面十四酸铜团簇密集程度的增加,液滴与铜片的接触角增大,铜片润湿性降低;十四酸乙醇溶液浓度及反应时间可以显著改变十四酸铜分布状态,进而改变表面润湿性。疏水表面润湿性的变化是由于Ostwald熟化促进晶体生长,使表面的“禾苗”状聚合物逐渐生长成十四酸铜微米花。     

Surface Dynamics vs. Adhesion in Oxygen Plasma Treated Polyolefins

Polyethylene (PE) and polypropylene (PP) were oxygen plasma treated and aged in carefully reproducible conditions. The effect of aging on the surface chemistry, wettability and adhesion were studied using a combination of techniques: contact angle measurements, XPS, SSIMS, adhesion tests (shear and pull).

PE was found to be relatively insensitive to aging both in terms of wettability and adhesion, due to crosslinking during plasma treatment, which is likely to reduce macromolecular mobility within the surface layer.

In the case of PP, dramatic decreases of wettability occur with time, due to macromolecular motions leading to minimization of oxygen-containing functions at the surface. This behavior was shown to affect the adhesion performance of treated PP.