两亲性三嵌段共聚物对聚丙烯薄膜的表面改性

分别制备了以聚丙烯(PP)为亲油链段,聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)为亲水链段的两亲性三嵌段共聚物,并将其用于PP薄膜的表面改性。使用傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜和接触角表征薄膜的表面组成、形貌和亲水性,比较不同亲水链段在聚丙烯薄膜中迁移扩散及在薄膜表面聚集的情况。研究发现,亲水链段向薄膜表面迁移扩散并在薄膜表面聚集浓度的顺序为:PEG链段PVP链段PHEMA链段PMMA链段。亲水链段在薄膜表面聚集形成柱状微相区,微相区的分布密度与亲水链段在薄膜表面聚集浓度的顺序一致。由于PEG链段在薄膜表面的聚集浓度和微相区分布密度最高,表面改性效果最明显;而PMMA链段在薄膜表面聚集浓度最低,极性较弱,表面改性效果最差。     

PCL-b-PMMA/PEO共混薄膜的微相分离形貌

通过聚氧化乙烯(PEO)与聚己内酯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PCL-b-PMMA)的共混来调节聚己内酯(PCL)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段的微相分离行为。采用原子力显微镜研究了PEO的质量分数和相对分子质量对PCL-b-PMMA/PEO共混薄膜微相分离形貌的影响。结果表明,共混薄膜形成了以PMMA/PEO为连续相,PCL呈柱状微区垂直于薄膜表面的微相分离形貌,PMMA/PEO链段无法在PCL柱状微区上方形成完全覆盖,导致薄膜表面形成许多孔洞。随着PEO含量增加,PCL链段聚集趋势增强,柱状微区尺寸不断增大;随着PEO相对分子质量的增加,PMMA/PEO在PCL微区上方形成的有效覆盖减少,薄膜表面的孔洞数量和尺寸增大;当PEO与不同嵌段比PCL-b-PMMA共混后,随嵌段共聚物中PCL链段体积分数增加,柱状微区向层状形态转变,薄膜表面孔洞消失。     

嵌段共聚物PCL-b-PMMA薄膜的微相分离形貌

通过开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)制备了不同嵌段结构的嵌段共聚物PCL-b-PMMA,使用核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征,通过原子力显微镜(AFM)研究了嵌段共聚物薄膜的微相分离形貌。结果表明,嵌段共聚物发生了微相分离,聚ε-己内酯(PCL)链段形成柱状微区;PCL链段体积分数较低时,薄膜表面以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链段聚集为主,但未在PCL柱状微区上方形成覆盖,从而在薄膜表面形成孔洞;随PCL链段体积分数增加及PMMA链段分子量下降,PCL柱状微区面积增加,向薄膜表面迁移并逐渐形成覆盖,造成薄膜表面孔洞消失。     

聚丙烯大分子表面改性剂PP-g-PMMA的制备及应用

以马来酸酐为桥联剂,通过其与含端羟基PMMA的偶合反应,合成了新型大分子表面改性剂PP-g-PMMA,用IR、NMR、TG、DSC对接枝物进行表征,并通过共混研究了接枝物对聚丙烯的表面改性。结果表明,PP-g-PMMA的热稳定性随着PMMA侧链的含量增加及分子量的增大而略有下降,PMMA侧链的存在降低了PP主链的结晶能力,阻碍其形成较为完整的β晶相;所合成的接枝物具有表面外迁性,可富集于共混物薄膜的表面,有望作为PP的大分子长效表面改性剂使用。     

P(NIPAAm-PEGMA)接枝聚丙烯多孔膜表面的抗污染及自清洁性能

以等离子体引发方法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇甲基丙烯酸酯)(P(NIPAAm-PEGMA))接枝的聚丙烯(PP)多孔膜。考察了改性膜水通量及表面润湿的温敏性质,并研究了其表面抗牛血清白蛋白(BSA)污染及自清洁性能。结果表明,聚乙二醇(PEG)侧链引入后,P(NIPAAm-PEGMA)保留了体积相转变性质,并在低临界溶解温度(LCST)上下均能展现良好的表面亲水性。得益于表面亲水性的改善,改性膜在过滤BSA溶液时的通量衰减率降低至18.8%。经简单的变温水清洗,BSA污染膜的水通量恢复率可达98.2%,且表面甚少污染物残留。P(NIPAAm-PEGMA)接枝链的亲水性及体积相转变是实现改性膜表面自清洁的原因。     

聚合物共混对聚偏氟乙烯超滤膜结构与性能的影响

根据聚合物共混焓变、绝对黏度及凝胶点值,考察了4种聚合物(聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))与聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)铸膜液体系的共混相容性。利用凝胶相转化动力学及原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、亲水接触角和泡点压力等检测手段,分析了水凝胶浴中4种添加剂对PVDF超滤膜成膜过程及膜结构与性能的影响。结果显示,4种添加剂与PVDF/DMAc的共混相容性顺序为PEG>PVP>PVA>PMMA。共混体系均以液液分相为主;其中PEG、PVP共混PVDF体系以瞬时分相为主,膜内部有大孔,表皮层及支撑层较为致密。PMMA和PVA共混PVDF体系有延时分相和液固分相行为,膜表面多孔、内部有大孔且亚层疏松。共混优化了PVDF超滤膜结构。PVA能有效提高膜亲水性能。     

聚乙烯吡咯烷酮等离子体接枝改性聚丙烯的亲水性及抗凝血性研究

采用氩等离子体辅助接枝改性方法在聚丙烯(PP)材料表面接枝水溶性高分子聚乙烯基吡咯烷酮(PVP).衰减全反射傅立叶红外光谱(FTIR-ATR)和X射线光电子能谱(XPS)分析结果证明PP表面成功地接枝了PVP;接触角测试结果表明表面接枝PVP的聚丙烯表面水接触角相比于未改性的PP,降低了60.,亲水性得到有效改善.采用体外血小板黏附及乳酸脱氢酶实验(LDH)来评价改性前后PP的抗凝血性,评价结果表明表面接枝PVP的聚丙烯表面相比于未改性的PP有较少数量的血小板黏附和激活,表现出良好的抗凝血性.     

还原氧化石墨烯/聚丙烯熔喷布复合薄膜的制备与性能

石墨烯材料因其优异的导电、抗菌、防紫外、阻燃、疏水等性能吸引人们的广泛关注。为了让石墨烯稳固而均匀地负载于聚丙烯(PP)纺织品上，实验跟踪研究了从PP熔喷布到还原氧化石墨烯(rGO)负载改性PP功能薄膜整个过程。利用多巴胺的自聚成膜性对PP熔喷布进行预处理改性，使其在纤维表面引入氨基、酚羟基等官能团。随后，再在其表面负载氧化石墨烯(GO),并通过水合肼还原得到rGO/PP改性薄膜。实验通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、电阻率测试仪、接触角测试仪对改性过程中薄膜的表面形貌、表面组成、导电性能、亲水性能等进行测试和表征。结果表明：多巴胺改性后可在PP纤维表面形成均匀的聚多巴胺薄膜，后期GO的稳固负载提供活性位点。经GO负载改性，薄膜的初始水接触角由138.8°降为37.6°,实现从表面高疏水性到高亲水性的转变。经两次水合肼还原，薄膜表面负载的GO绝大部分转变为rGO,薄膜对应的电阻率直接降为1.10×10²Ω·m,展现出优异的导电性。同时，对大豆油的饱和吸附率由原来的12.8g/g增加至23.4g/g。     

嵌段共聚物PEO-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌及性能

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了嵌段共聚物聚氧化乙烯(PEO-b-聚苯乙烯(PS)),将PEO-b-PS与PS溶液共混成膜,使用接触角测试仪(CA)和原子力显微镜(AFM)考察了PEO-b-PS含量与共混薄膜表面形貌及性能之间的关系。研究发现,嵌段共聚物在薄膜中发生微相分离并在薄膜表面形成PEO微相区,随PEO-b-PS含量增加,薄膜表面PEO相区尺寸增大,但分布密度下降。通过共混薄膜表面形貌的变化,解释了共混薄膜的亲水性和表面张力随PEO-b-PS含量增加的变化趋势。     

空气中介质阻挡放电对聚丙烯进行表面改性的研究

用大气压空气中介质阻挡放电(DBD)对聚丙烯(PP)薄膜进行表面改性.通过扫描电子显微镜(SEN)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究了DBD等离子体处理前后PP膜的表面特性.实验结果表明,PP薄膜经DBD等离子体处理后,其表面结构变粗糙,且引入了极性基团,表面微观样貌和表面化学成分均发生变化.PP膜表面水接触角随着处理时间的增加而降低,且在处理8s时达到饱和值53°.对改性后的PP薄膜在空气中放置时的老化效应进行研究后发现,即使放置12天后其表面水接触角仍远低于改性前的值.     

聚烯烃消光膜表面粗糙花纹研究

在固定加工条件和聚丙烯(PP)牌号不变情况下吹塑制备不同配比的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)共混薄膜,使用光学显微镜(OM)和原子力显微镜(AFM)观察膜的表面粗糙花纹和粗糙形态并得到表面粗糙度Ra和峰密度D;由此比较共混体系和单组分体系薄膜的表面粗糙花纹及消光效果,研究PE树脂的熔体指数、支化、共聚组分及PE用量对共混薄膜表面粗糙花纹的影响,并确定聚烯烃薄膜消光性能与表面粗糙花纹的关系。     

污水处理膜材料的亲水改性及其研究进展

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚醚砜(PES)亲水改性的效果.重点介绍PVDF的亲水改性.在改性方法上,介绍了共混,表面涂覆和表面接枝等方法的机理和优缺点.指出了亲水改性的研究方向.     

超临界CO2中两亲共聚物的合成及其对PVDF膜亲水化改性

以超临界CO2流体为反应介质,通过固相接枝反应合成了具有PEG侧链的聚(苯乙烯-马来酸酐)(SMA)功能化梳状两亲共聚物(SMA-g-MPEG),用1 H NMR和FT-IR表征了SMA-g-MPEG的结构和组成。并以SMA-g-MPEG为亲水改性材料通过非溶剂诱导相分离法制备PVDF共混复合膜。表面元素分析结果表明SMA-g-MPEG共聚物中的PEG侧链在膜表面形成富集;纯水接触角测定和BSA吸附试验表明膜的亲水性和抗蛋白质污染性能得到明显的提高。     

高分子自组装掩膜的制备

利用高分子共混物的微相分离和自组装原理,采用溶液共混和旋转涂膜的方法制得聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)高分子共混物薄膜,对薄膜经过再加工得到具有纳米微孔的PMMA薄膜,研究了对溶液进行超声处理的时间、PS/PMMA共混物溶液浓度、旋涂转速和试片表面对掩膜形貌的影响。以此PMMA薄膜为掩膜对GaP表面进行湿法腐蚀,得到一种蜂窝状的表面微结构,它能使发光二极管(LED)的光功率平均提高18%。     

聚丙烯基纳米TiO2的表面改性

针对纳米二氧化钛(TiO2)颗粒粒径小、表面活性大、易团聚的问题,采用硅烷偶联剂KH-560对TiO2进行表面改性,并与聚丙烯树脂(PP)在双螺杆挤出机上熔融共混得到改性PP;通过FT-IR、TG、SEM等测试手段对改性纳米TiO2颗粒进行了表征,讨论了纳米TiO2的改性程度及其在PP中的分散性。结果表明:硅烷偶联剂已经成功的包覆在纳米TiO2的表面;同时在碱性环境下纳米TiO2表面包覆的有机物含量最多;当在碱性环境下表面改性的纳米TiO2为PP质量的3%时,在聚丙烯树脂中分散较均匀。     

黏度法研究非离子型高分子对盐水溶液中油酸钾聚集行为的影响

测定了在不同浓度聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)存在条件下油酸钾盐水溶液的黏度,研究了非离子型高分子对盐水溶液中油酸钾表面活性剂聚集行为的影响,结果表明,随着非离子型高分子的加入,油酸钾盐水溶液的黏度迅速下降,但是程度显著不同,不仅如此,加入更加疏水的聚丙二醇以后,油酸钾盐水溶液黏度下降的程度最低。由此可见,非离子型高分子疏水程度不是导致表面活性剂盐水溶液黏度下降的唯一因素,高分子与表面活性剂疏水和亲水基团之间的相互作用,以及由此形成的高分子/表面活性剂聚集体的形态,是决定表面活性剂盐水溶液黏度下降最主要的原因。     

羟基磷灰石(HA)表面改性对HA/聚乳酸复合材料力学性能的影响

采用三种高分子有机物聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)对羟基磷灰石(HA)颗粒表面进行改性处理,以便改善两相在复合时的界面结合强度,从而获得力学性能优良的复合材料.首先,将三种高分子聚合物分别溶于含HA颗粒的水溶液中,均匀分散后经喷雾干燥获得改性的粉体;然后,利用流延法获得HA/PLLA复合材料薄膜.研究了3种高分子表面改性HA颗粒后复合材料的力学性能,以及自然断面的界面结合情况.结果表明HA表面经PEG改性后,HA与PLLA间的界面结合状态优良,HA/PEG/PLLA的断裂强度较未经表面改性处理的HA颗粒与PLLA的复合材料的断裂强度提高了31%.     

聚氯代对二甲苯薄膜表面湿化学改性与应用研究

本文通过自制改性剂对聚氯代对二甲苯薄膜表面进行改性,两片改性膜采用单搭接方式用普通氟碳树脂粘接。通过剪切强度测试和水接触角测量研究了不同改性剂浓度的改性效果,用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（TEM）研究了改性前后薄膜的表面形态,用衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析了改性前后薄膜中各基团的变化、X射线衍射仪（XRD）研究了反应前后薄膜的物相变化并通过其物相分析功能确定反应的产物。结果表明：自制改性剂具有较高的反应活性,在室温条件下当聚氯代对二甲苯薄膜与改性剂接触时快速发生反应,反应的最终结果是改性剂中亲核试剂破坏苯环上的C-Cl键,聚氯代对二甲苯薄膜中苯环上的Cl原子与改性试剂中的钠离子形成的氯化钠附着在膜的表面;改性剂浓度为1．5mol／L时处理效果最好,聚氯代对二甲苯薄膜表面与去离子水的接触角从未改性时的96．49度降到67．5度,改性后的聚氯代对二甲苯薄膜表面能由14．335mJ／m2提高到34．798mJ／m2;剪切强度值由改性前的150．4KPa提高到212．8KPa。     

共混顺序对非对称两嵌段共聚物增容体系微观形貌的影响和机理探究

研究了熔融共混过程中共混顺序对非对称的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA,分别命名为SM1和SM2)增容聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)共混体系微观形貌的影响.扫描电镜(SEM)结果发现:合适的共混顺序可以导致分散相相尺寸的明显降低.为研究其增客机理,还选择了聚甲基丙烯酸环己酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PCHMA/PMMA)共混体系,并以SM1为增容剂.透射电镜(TEM)结果发现:当SM1首先与连续相PCHMA混合再与PMMA混合,几乎全部的嵌段共聚物分散在共混界面上,增容效率极大提高;反之,SM1首先与分散相PMMA混合再与PCHMA共混,胶束形成并存在于PMMA相内,未起到增容作用.     

阳离子季铵型表面活性剂对PVDF/PHEMA共混微滤膜的成膜性能研究

采用凝胶相转化法,以聚偏二氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(PHE-MA)共混合金为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,阳离子季铵型表面活性剂(TM)为添加剂制备微滤膜.考察了添加剂浓度对铸膜液相容性、铸膜液黏度、铸膜液凝胶速度、膜结构和性能的影响.对PVDF/PHEMA/DMAc铸膜液体系中TM添加剂的作用规律进行了研究.实验发现:TM添加质量分数小于5.0%时,铸膜液中组分的相容性得到很大改善,制备出的微滤膜表面孔径均一、孔密度高.随着TM添加浓度的增大,铸膜液黏度先减小后增大,凝胶速度逐渐增大,膜的纯水通量先增大后减小,截留率则始终上升.