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技術(shù)文章

PET表面改性方法及評價

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一、PET概述 

聚對苯二甲酸乙二醇酯,簡稱PET,屬于線型聚酯,也叫“滌綸"。PET是重要的工程塑料,具有耐蠕變、耐摩擦、抗疲勞、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良、電絕緣性能好等諸多特點,因而被廣泛用于包裝業(yè)、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑、汽車、服裝、環(huán)境等領(lǐng)域。即使如此,PET由于自身親水性差和表面能較低的原因,嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用范圍。因此,對PET進(jìn)行改性,開發(fā)可加工性能好的柔性聚酯,拓寬聚酯的應(yīng)用領(lǐng)域。

二、PET表面改性方法——親水篇

PET表面親水改性方法有很多,比如王孟澤通過改變界面形狀建構(gòu)出微孔穴結(jié)構(gòu)提高材料吸濕能力;盧聲等人將親水性整理劑涂覆在PET表面以此提高材料的親水性;朱方劍利用改造后的T.fusca角質(zhì)酶水解PET纖維中的酯鍵產(chǎn)生親水基團(tuán),從而改善其親水性。下面將要介紹的方法是采用以PVP(一種叫聚乙烯吡咯烷酮的兩親性聚合物,既能溶于水,也能溶于大部分有機(jī)溶劑,是一種性能優(yōu)異的親水改性劑。)為清水改造劑,以TBHP(叔丁基過氧化氫)為引發(fā)劑,對PET薄膜表面晶型化學(xué)接枝改性。

·樣品制備步驟

(1)將PET薄膜樣條放入含有1%的TBHP溶液中,在溫度為40℃、轉(zhuǎn)速450r/min條件下引發(fā)反應(yīng),引發(fā)反應(yīng)時間為2h;

(2)將引發(fā)完成的PET薄膜樣條放入離心管,依次用無水乙醇,水超聲波清洗5min;

(3)從離心管中取出PET樣條放入配方設(shè)計的溶液中進(jìn)行接枝改性,在溫度為80℃、轉(zhuǎn)速600r/min的條件下反應(yīng)1h;

(4)將改性后的PET樣條分別用無水乙醇、去離子水超聲清洗,再放入50℃真空干燥箱烘干15min,在常溫條件下放置24h后進(jìn)行性能測試;

(5)采用接觸角測量儀測試親水性,至少在五個不同的位置分別滴4水滴于待測膜樣品上,讀取水滴在各位置測得的靜態(tài)接觸角,取平均值。

以不同改性劑處理為例:分別使用三種不同的改性劑,并且保證其濃度為5%,同時使用一組未加入改性劑的為對照組,下面是三組實驗組和對照組的試劑配方和測量的接觸角值結(jié)果。

材料 

1(%)

2(%)

3(%)

4(%)

去離子水

75

68

68

68

無水乙醇 

25

25 

25

25

TBHP

0

2

2  

2 

PVP-K17

0

5

0

0

PVP-K30

0

0

5

0

PVP-K90

0

0

0

5

總和

100

100

100

100

不同PVP改性劑配方設(shè)計

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不同改性劑處理的接觸角對比

不同改性劑處理的接觸角照片


實驗結(jié)果可以看出,使用改性劑后明顯能夠增加PET薄膜表面的親水性,而使用不一樣的改性劑,效果也會有所不同??偨Y(jié)由于PET分子鏈段親水性基團(tuán)的缺乏,表面親水性差,在醫(yī)療、服裝等領(lǐng)域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優(yōu)化。不論使用哪種方法去進(jìn)行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗表面性能的利器。

·總結(jié)

由于PET分子鏈段親水性基團(tuán)的缺乏,表面親水性差,在醫(yī)療、服裝等領(lǐng)域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優(yōu)化。不論使用哪種方法去進(jìn)行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗表面性能的利器。


參考文獻(xiàn)

[1]  劉海蛟.聚對苯二甲酸乙二酯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].合成樹脂及塑料

[2]  丁蕊蕊,潘均安,陽范文,蘇昊櫞,陳志琪,卓志寧,丁華暢,鄭皙月,周馨怡,馮泳婷.PET薄膜的親水改性研究[J].表面技術(shù)

[3]  王新,王進(jìn)美,周婭楠.滌綸表面親水改性研究進(jìn)展[J].合成纖維

[4]王暉,顧幗華.固體的表面能及其親水/疏水性[J].化學(xué)通報

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