马来酸酐等离子体改性聚偏氟乙烯的表面结构及亲水时效性EI北大核心CSCD

用马来酸酐(MAH)等离子体对聚偏氟乙烯(PVDF)表面进行接枝聚合改性。以红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角对其表面的组成、形貌及结构进行了表征和测定分析。结果表明,MAH等离子体放电可直接形成开环的羰基结构,时间短时,刻蚀和接枝聚合作用并存,随放电时间的延长,逐渐以接枝聚合作用为主,聚合MAH和开环的羰基结构均增加,可形成连续的层状接枝聚合物,并趋于一个稳定值,其厚度大于10 nm。PVDF表面水接触角随着放电时间的延长而迅速减小,并趋于稳定,约50°,放置30d,PVDF表面水接触角基本稳定,时效性好。     

马来酸酐等离子体改性聚偏氟乙烯的表面结构及亲水时效性

用马来酸酐(MAH)等离子体对聚偏氟乙烯(PVDF)表面进行接枝聚合改性。以红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角对其表面的组成、形貌及结构进行了表征和测定分析。结果表明,MAH等离子体放电可直接形成开环的羰基结构,时间短时,刻蚀和接枝聚合作用并存,随放电时间的延长,逐渐以接枝聚合作用为主,聚合MAH和开环的羰基结构均增加,可形成连续的层状接枝聚合物,并趋于一个稳定值,其厚度大于10 nm。PVDF表面水接触角随着放电时间的延长而迅速减小,并趋于稳定,约50°,放置30d,PVDF表面水接触角基本稳定,时效性好。     

磷酰胆碱类似物在有机硅材料表面的常压等离子体引发接枝改性研究

采用He常压辉光放电等离子体(APGDP)处理有机硅薄膜材料表面并引发2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)在其表面接枝聚合.通过ATR-FTIR对接枝前后膜表面的结构进行表征分析,确定MPC共价接枝到材料表面.改性后膜表面的接触角由101°下降到54°,在室温下保存15天后仍维持在58°左右,表明接枝MPC后有机硅材料获得高亲水性的表面,并能使这一性质较好地保持.接枝前后膜的力学性质变化不大.体外血小板粘附实验表明,接枝MPC后的材料表面能够显著抑制血小板的粘附和聚集,具有优良的血液相容性,可以作为一种新型医用生物弹性体.     

低温等离子体对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜表面改性的研究

利用低温等离子体,以氧气为工作气体,在工作压力为20 Pa、处理功率为30 W的条件下对LDPE薄膜进行了表面改性。用接触角、FTIR ATR、DSC、SEM、AFM等手段对改性表面进行了分析。结果表明:在10 s～300 s的处理时间内,单位面积的失重率随处理时间的增加线性增大;接触角在0～20 s内随处理时间的增加显著减小,而在40 s～300 s的处理时间内并没有发生显著变化;改性后的接触角随着放置时间的推移逐渐增大;LDPE薄膜经过氧等离子体处理后能在其表面引入各种极性基团,主要是羰基、羟基和羧基;处理后薄膜的热性能(主要是结晶度)发生了改变。     

氩气低温等离子体处理HDPE薄膜表面的性能研究

利用低温等离子体,以氩气为工作气体,在工作压强为20Pa、处理功率为30W的条件下对HDPE薄膜进行了表面改性。用接触角、SEM、AFM、XPS等手段对改性结果进行了分析和表征。研究结果表明:在0～300s的处理时间内,失重率在处理时间为90s左右时达最大值;接触角在0～160s内随处理时间的增加显著减小,而在160～300s的处理时间内没有发生明显变化;改性后的接触角随着放置时间的推移出现微弱回复;HDPE薄膜经过氩气低温等离子体处理后,能在其表面形成各种极性基团,主要是羰基、羟基和羧基,且薄膜经处理后,其表面的结合能及平面光洁度发生了改变。     

低温O_2等离子体对HDPE薄膜的表面改性

利用氧气低温等离子体,在工作压力为20Pa、功率为30W的条件下对HDPE薄膜进行表面改性。采用接触角、FT-IR-ATR、AFM、DSC等现代分析手段对改性结果进行了分析和表征。结果表明,单位面积的失重率随处理时间的延长逐渐增大;接触角随处理时间的延长呈逐渐减小的趋势;处理HDPE薄膜能在其表面形成各种极性基团,主要是羰基和羧基;处理后薄膜的热性能(熔点和结晶度)发生一定改变。     

仿生超疏水PVDF膜材的研究与制备

PVDF用于建筑膜材料的表层不能满足防污自洁要求。基于荷叶效应原理,采用模板法制备具有粗糙表面的PVDF膜,以CF4为气氛采用低温等离子体技术对薄膜进行低表面能改性。结果表明,粗糙度对膜的疏水性有影响显著;等离子体改性后膜的疏水性能显著提高,达到静态接触角为166.1°,滚动角1.4°的超疏水;SEM图、AFM图显示膜表面具有类荷叶的微纳米分级结构;等离子改性的条件为处理时间5min,压力60Pa,功率200W。     

六氟丙烯等离子体处理对聚丙烯驻极体性能的影响

以六氟丙烯(C3F6)为反应气体,通过等离子体激发使聚丙烯(PP)微粉表面氟化,并以此为原料采用热极化驻极制备了氟化改性PP驻极体.使用红外光谱、能谱分析、扫描电镜、差示扫描量热分析、X射线衍射、接触角测试仪及振动式电容静电计对氟化改性PP驻极体进行了表征,研究了氟化改性对其驻极性能的影响.研究结果表明,低温六氟丙烯等离子体处理PP微粉接枝了六氟丙烯;等离子处理后的PP微粉疏水性提高,水接触角最大为126°;在功率400 W下,随着等离子体处理时间的延长,氟化改性PP微粉表面氟含量先增大后减小;处理15 min时,表面氟含量达到最大值0.88％;驻极电压一定时,氟含量越高驻极体的初始表面电位越大,且储存电荷能力提高;等离子体氟化改性对PP结晶行为没有明显影响;热极化驻极由于存在外电场作用力,驻极体的熔融峰值增大约8℃;氟化改性PP驻极体对大肠杆菌有良好的抑菌活性.     

氧等离子体注入对PET亲水性及抗菌性能影响

利用氧等离子体浸没离子注入技术对聚合物材料(PET)进行表面改性后接枝有机抗菌剂赋予PET薄膜抗菌性能.试验结果表明:PET薄膜表面接枝上的抗菌剂在改性表面呈针状分布.经氧等离子体处理后的PET薄膜表面水接触角从78°降低到33°.红外光谱显示PET薄膜表面的分子结构被破坏,苯环的对位氢发生取代反应,分子链中形成了C-O亲水基团.氧等离子体的注入时间和注入电压均对抗菌持久性有重要的影响,较高的注入电压能够使PET薄膜表面获得较深的改性层,利于改性表面亲水性的保持.注入时间超过10min,电压超过-10kV的样品在空气中放置40天后的抗菌率仍能达到90%以上.     

壳聚糖膜低温等离子体接枝聚合乙烯吡咯烷酮的表面性能研究

利用低温等离子体对壳聚糖膜进行预处理后,引发N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在膜上接枝聚合.接枝膜的红外光谱在1650cm-1处出现了NVP五元环上的-CON特征吸收峰,证实了接枝反应的发生;扫描电镜观察表明接枝反应使膜的表面粗糙度增加;接触角测定显示接枝膜的表面水接触角由110°减少到65°,并能长时间保持稳定;3T3成纤维细胞培养结果表明接枝后壳聚糖膜的细胞亲和性得到一定的改善.     

化学浴沉积法制备防污自洁聚偏氟乙烯膜

基于"荷叶效应"原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)涂膜构筑微米结构,氧等离子体诱导化学沉积法构筑纳米结构。采用接触角测量仪、原子力显微镜及X光电子能谱仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系。结果显示,PVDF溶液涂膜后可形成直径8μm的微球,甲基三氯硅烷修饰的PVDF膜与水的接触角为157°;二甲基二氯硅烷/甲基三氯硅烷混合液修饰的PVDF膜的表面接触角为155°,滚动角2°;集灰实验证明,两种修饰方法制备的PVDF膜均具有良好的防污自洁性能。     

Carbon fibre reinforced poly(vinylidene fluoride): Impact of matrix modification on fibre/polymer adhesion

The quality of interfacial interaction is dictated by the surface chemistry of the carbon fibres and the composition of the matrix. The composition of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) was modified by the addition of maleic anhydride grafted PVDF. The surface properties of the various matrix formulations were characterised by contact angle and electrokinetic measurements. Carbon fibres were modified by industrial electrochemical oxidation and oxidation in nitric acid, or the use of a traditional epoxy-sizing of industrially oxidised fibres. The surface composition, morphology and wetting behaviour of the carbon fibres was characterised. The interaction between modified PVDF and the carbon fibres was studied by direct contact angle measurements between PVDF melt on single carbon fibres and by single fibre pull-out tests. The best wetting and adhesion behaviour was achieved between PVDF containing 5 ppm grafted maleic anhydride (MAH) and epoxy-sized carbon fibres. The addition of MAH-grafted PVDF to the unmodified PVDF caused the apparent interfacial shear strength to increase by 184%. The apparent interfacial shear strength of this fibre–matrix combination allowed for the utilisation of 100% of the yield tensile strength of PVDF.     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

光照可逆调控侧链液晶聚合物膜的表面能

对侧链液晶聚合物聚甲基丙烯酸(5-[4-(4-氰基偶氮苯)苯氧基]戊酯)进行溶液铸膜,用473nm线偏振光(LPL)照射使聚合物膜发生光致取向,用锥光成像的方法表征了侧链液晶聚合物的取向。取向前接触角为71.8°,取向后为86.4°;用365nm紫外光照射后,薄膜发生了解取向,解取向后接触角为72.3°。取向使膜表面能由40.1变为30.8mJ/m2,解取向后又恢复到39.8mJ/m2。表明光照能可逆调控侧链液晶聚合物表面能。     

Adhesive properties of polypropylene (PP) and polyethylene terephthalate (PET) film surfaces treated by DC glow discharge plasma

In this study, the adhesive properties of the plasma modified polypropylene (PP) and polyethylene terephthalate (PET) film surfaces have been investigated. Hydrophilicity of these polymer film surfaces was studied by contact angle measurements. The surface energy of the polymer films was calculated from contact angle data using Fowkes method. The chemical composition of the polymer films was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Atomic force microscopy (AFM) was used to study the changes in surface feature of the polymer surfaces due to plasma treatment. The adhesion strength of the plasma modified film was studied by T-peel strength test. The results showed a considerable improvement in surface wettability even for short exposure times. The AFM and XPS analyses showed changes in surface topography and formation of polar groups on the plasma modified PP and PET surfaces. These changes enhanced the adhesive properties of polymer film surfaces.     

氟化PVA-SiO2薄膜单面疏水性的研究与表征

目的 研究开发一种具有单面疏水性能的聚乙烯醇薄膜材料作为包装材料。方法 将质量分数为12%、醇解度为88%的PVA溶液与质量分数为5%的纳米SiO2溶液按体积比为1∶1混合并加热搅拌,通过流延干燥的方式制备PVA-SiO2薄膜。然后分别用体积分数为2.5%,5%,7.5%的十七氟癸基三甲氧基硅烷（FAS）-乙醇溶液以浸泡方式修饰薄膜的其中一面,并通过溶解性测试、接触角测试、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、傅里叶变换衰减全反射红外光谱测试（ATR-FTIR）等方法表征改性结果。结果 结果表明薄膜单面疏水性得到改善,改性后的薄膜在水中的溶解时间增加,且接触角均在120°以上,表明FAS起到了降低表面能的作用;FE-SEM结果显示,Si元素含量对薄膜的疏水性能有着重要影响;ATR-FTIR显示,FAS改性成功将氟原子引入到薄膜表面,且增加了硅原子的数量。其中用质量分数为5%的FAS-乙醇溶液修饰后的薄膜疏水性最好,接触角达到了126.21°。结论 与未改性薄膜相比,经FAS单面疏水改性的PVA-SiO2薄膜疏水性能得到大大提高,拓宽了PVA薄膜材料的应用领域。     

Geometrically tuned and chemically switched wetting properties of silicon nanotips

The wetting properties of silicon nanotips (SiNTs) are discussed. SiNTs were prepared by single step dry etching of silicon wafers in an electron cyclotron resonance plasma of silane, methane, argon and hydrogen and water contact angles were measured as a function of their aspect ratio (α) and the inter-tip distance. The hydrophilic nature of the SiNTs is tunable with α and the inter-tip distance. Super-hydrophilicity with water contact angles close to 2° was observed with α>12 (length ～1500?nm). Upon coating a 1500?nm long SiNT with TiO(2), the water contact angle jumped from 2° to ～140°, demonstrating a switchover from super-hydrophilic to hydrophobic surface properties.     

锌基体疏液表面的制备及润湿行为

采用盐酸水溶液化学刻蚀和水热反应的方法在锌基体上构建微纳米粗糙结构,再经全氟辛酸修饰,制备疏液表面。通过X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱仪和接触角测量仪对试样表面的相组成、微观形貌、化学成分及润湿性进行表征。结果表明:试样的亚微米结构表面生长出一层ZnO纳米棒,在低表面能物质的共同作用下表现出良好的抗水流冲击性和稳定性。当盐酸浓度为1.0mol/L,水热反应温度为95℃时,ZnO纳米棒的生长形态最优,水和花生油在疏液表面的最大接触角分别为154.65°和144.65°,滚动角小于10°。     

聚偏氟乙烯膜表面丙烯酸接枝改性研究

采用自由基接枝聚合反应制备了丙烯酸改性的聚偏氟乙烯膜,研究了单体浓度对接枝率的影响,测定了改性后样品的红外光谱、表面接触角、水通量、蛋白吸附等.结果表明,通过自由基接枝聚合,丙烯酸接枝到膜的表面,明显提高膜的亲水性.接枝后膜的水通量也非常明显下降,特别是在高丙烯酸浓度下.改性的膜的通量对溶液的pH值有明确的响应关系,表明接枝链在水中的溶胀对膜的性能有显著的影响.蛋白吸附实验表明,改性后的膜相比未改性膜有较高的吸附量,而且在酸性情况下,膜的吸附量较大,这主要与丙烯酸和蛋白质之间的相互作用有关.     

超疏水高疏油铝滤网的制备及其耐腐蚀性能

目前针对抽油烟机铝滤网的黏附油烟及腐蚀性问题等研究较少。利用Fe Cl3溶液刻蚀并沸水处理铝滤网,并采用十七氟癸基三甲氧基硅烷对其表面进行改性,制备出具有超疏水高疏油表面的铝滤网。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对滤网的表面形貌和成分进行了分析,用接触角测量仪对试样的润湿性能进行了测量,用电化学工作站对试样的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,在铝滤网表面制备出了微纳米复合结构,对去离子水、丙三醇、二甘醇、大豆油的接触角分别达151. 00°、148. 00°、143. 00°、140.75°,对去离子水、丙三醇、大豆油的滚动角分别为1°、5°、15°,处理后的铝滤网在自然环境和高温环境中具有优异的稳定性,电化学测试表明其具有更好的耐腐蚀性能,在3.5%Na Cl溶液中的缓蚀率达85.8%。