有机薄膜表面冷等离子体引发接枝改性机理研究

论文摘要

本课题利用冷等离子体引发接枝技术,分别采用亲水性单体和疏水性单体对LDPE薄膜进行了表面改性处理。通过对接枝不同单体后LDPE薄膜表面单体接枝率的计算和表面接触角以及表面自由能的测量,系统的研究了冷等离子体引发接枝因素(反应气体、放电功率、处理时间、处理压强、单体类型等)对薄膜接枝率、接触角和自由能的影响,并利用接触角测量仪、扫描电镜、红外光谱、核磁共振谱等仪器对接枝单体后薄膜的表面的化学组成及表面结构进行了表征分析。通过冷等离子体引发亲水性和疏水性两种处理效果截然相反的单体在LDPE薄膜表面的接枝,对冷等离子体引发亲水性单体和疏水性单体接枝聚合的反应机理和引发因素影响接枝效果的规律进行了分析和总结。

论文目录

• 中文提要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 高分子材料表面改性
• 1.2.1 表面的概念
• 1.2.2 高分子材料表面改性的方法
• 1.2.2.1 涂覆法
• 1.2.2.2 铬酸氧化改性
• 1.2.2.3 电晕放电处理
• 1.2.2.4 研磨法和力化学处理法
• 1.2.2.5 等离子体法表面改性
• 1.3 等离子体概述
• 1.3.1 等离子体的作用
• 1.3.1.1 等离子体处理
• 1.3.1.2 等离子体聚合
• 1.3.1.3 等离子体接枝聚合
• 1.3.2 等离子体引发接枝聚合的应用
• 1.3.2.1 改善亲水性
• 1.3.2.2 提高疏水性
• 1.3.2.3 透过性能
• 1.3.2.4 生物医药性能
• 1.3.2.5 其它性能
• 1.3.3 研究现状和发展前景
• 1.4 本课题的提出及研究方案
• 第2章 冷等离子体引发亲水性单体在LDPE 薄膜表面的接枝聚合
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料和设备
• 2.2.2 测试仪器
• 2.2.3 等离子体发生装置
• 2.2.4 实验方法
• 2.2.4.1 LDPE 薄膜预处理
• 2.2.4.2 等离子体处理
• 2.2.4.3 接枝聚合
• 2.2.4.4 接枝后薄膜纯化处理
• 2.2.4.5 薄膜表面接枝率的计算
• 2.2.4.6 薄膜表面分析
• 2.2.4.7 薄膜表面接触角的测定及表面自由能的计算
• 2.2.4.8 时效性的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 反应条件对亲水单体在LDPE 薄膜表面接枝率的影响
• 2.3.1.1 冷等离子体引发条件对亲水单体在LDPE 薄膜表面接枝率的影响
• 2.3.1.1.1 放电功率的影响
• 2.3.1.1.2 处理时间的影响
• 2.3.1.1.3 处理气压的影响
• 2.3.1.2 接枝条件对亲水性单体接枝率的影响
• 2.3.1.2.1 亲水单体浓度的影响
• 2.3.1.2.2 接枝温度的影响
• 2.3.1.2.3 接枝时间的影响
• 2.3.2 亲水单体接枝率对水接触角的影响
• 2.3.2.1 接枝丙烯酸的LDPE 薄膜表面接触角和表面自由能
• 2.3.2.2 接枝马来酸酐的LDPE 薄膜表面接触角和表面自由能.
• 2.3.3 冷等离子体引发接枝亲水性单体后LDPE 薄膜表面分析
• 2.3.3.1 冷等离子体引发接枝丙烯酸后LDPE 薄膜表面分析
• 2.3.3.1.1 LDPE 薄膜表面扫描电镜及EDS 分析
• 2.3.3.1.2 LDPE 薄膜表面红外光谱分析
• 2.3.3.1.3 LDPE 薄膜核磁共振谱分析
• 2.3.3.2 冷等离子体引发接枝马来酸酐后LDPE 薄膜表面分析.
• 2.3.3.2.1 LDPE 薄膜表面扫描电镜及EDS 分析
• 2.3.3.2.2 LDPE 薄膜表面红外光谱分析
• 2.3.3.2.3 LDPE 薄膜核磁共振谱分析
• 2.3.4 冷等离子体引发亲水性单体接枝聚合的时效性
• 2.3.5 亲水性单体接枝机理的探讨
• 2.3.5.1 丙烯酸的接枝机理
• 2.3.5.2 马来酸酐的接枝机理
• 2.4 结论
• 第3章 冷等离子体引发疏水性单体在LDPE 薄膜表面的接枝聚合
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料和设备
• 3.2.2 测试仪器
• 3.2.3 等离子体发生装置
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 反应条件对疏水性单体接枝率的影响
• 3.3.1.1 等离子体引发条件对疏水性水单体接枝率的影响
• 3.3.1.1.1 放电功率的影响
• 3.3.1.1.2 处理时间的影响
• 3.3.1.1.3 处理气压的影响
• 3.3.1.2 接枝条件对疏水性单体接枝率的影响
• 3.3.1.2.1 接枝温度的影响
• 3.3.1.2.2 接枝时间的影响
• 3.3.2 疏水单体接枝率对水接触角的影响
• 3.3.2.1 接枝甲基丙烯酸十二氟庚酯的LDPE 薄膜表面接触角和表面自由能
• 3.3.2.2 接枝八甲基环四硅氧烷的LDPE 薄膜表面接触角和表面自由能
• 3.3.3 冷等离子体引发接枝疏水性单体后LDPE 薄膜表面分析
• 3.3.3.1 冷等离子体引发接枝甲基丙烯酸十二氟庚酯后LDPE 薄膜表面分析
• 3.3.3.1.1 LDPE 薄膜表面扫描电镜及EDS 分析
• 3.3.3.1.2 LDPE 薄膜表面红外光谱分析
• 3.3.3.1.3 LDPE 薄膜核磁共振谱分析
• 3.3.3.2 冷等离子体引发接枝八甲基环四硅氧烷后LDPE 薄膜表面分析
• 3.3.3.2.1 LDPE 薄膜表面扫描电镜及EDS 分析
• 3.3.3.2.2 LDPE 薄膜表面红外光谱分析
• 3.3.3.2.3 LDPE 薄膜核磁共振谱分析
• 3.3.4 冷等离子体引发疏水性单体接枝聚合的时效性
• 3.3.5 疏水性单体接枝机理的探讨
• 3.3.5.1 甲基丙烯酸十二氟庚酯的接枝机理
• 3.3.5.2 八甲基环四硅氧烷的接枝机理
• 3.4 结论
• 第4章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间出版或公开发表的论文
• 附录：KAELBLE 公式的计算程序
• 致谢
• 详细摘要