CN105001439A - 一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,包括以下步骤:(2)取聚合物薄膜,在其表面涂覆一层亲水性聚合物材料,烘干;(3)在真空环境下,用具有动能的氢分子对聚合物薄膜进行轰击,获得具有表面润湿性能的聚合物薄膜;所述聚合物基底是疏水性的高分子聚合物。本发明的方法具有反应条件温和,在交联聚合物和表面涂层的过程中不会造成聚合物分子降解破坏,且能够有效提高薄膜的润湿性能,并且形成的表面亲水涂层能够稳定的存在,克服了润湿性能衰退的问题;同时保留聚合物膜原有的物理性质等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,特别涉及一种通过表面接枝亲水聚合物提高薄膜润湿性的方法,属于材料表面改性技术领域。
背景技术
有机高分子薄膜材料种类丰富,可广泛应用于包装、电子封装、表面印刷等领域。在薄膜的实际使用过程中,多数有机高分子材料由于具有较低的表面能,导致极性液体在其表面润湿困难,同时与其他附加涂层结合力差。因此,提高疏水聚合物膜表面的润湿性性能成为目前亟待解决的问题。
近年来,为了改善疏水聚合物膜表面润湿性、提高表面能,主要采用化学湿法刻蚀、等离子体表面处理(Journal of the Korean Physical Society,2004,44:1168-1172)、离子辅助反应处理(Thin Solid Films,2005,476(2):386-390)、钠-萘络合物改性等表面改性方法。其中,化学湿法刻蚀改性主要通过引入磺酸等极性基团提高聚合物膜的表面润湿性,但是这种方法易使聚合物膜基体腐蚀降解,同时强酸的使用还存在危险、操作不便等缺点,严重影响了薄膜的阻隔性能、力学性能、耐老化性能等。
等离子体表面改性是改性相对温和的干法处理技术,可利用氧气等离子体增加聚合物膜表面的极性官能团(如羰基、羟基等)的含量,从而提高聚合物膜的表面润湿性,但这种方法的主要缺点是等离子体能量不可控,造成分子结构中的C-C键和C-H键同时断裂,导致薄膜降解破坏更重要的是含氧官能团随时间会出现“消退”现象,使聚合物膜的表面润湿能力降低(Applied Surface Science,2012,261:43–51),影响了改性膜的实际使用窗口时间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中聚合物薄膜表面润湿性能差,表面改性效果差或者持久性稳定性差的不足,提供一种改善聚合物薄膜表面的润湿性能的工艺方法。本发明的方法主要具有反应温和、改善效果好的特点,经过处理的聚合物薄膜表面润湿发到性能好且持久稳定,最重要的是改性过程对于薄膜表面不会产生严重破坏。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,包括以下步骤:
(2)取聚合物薄膜,在其表面涂覆一层亲水性聚合物材料,烘干。
(3)在真空环境下,用具有动能的氢分子对聚合物薄膜进行轰击,获得具有表面润湿性能的聚合物薄膜。
在本发明的方法中聚合物薄膜表面接枝的极性亲水性分子是在具有动能的氢分子(超热氢)轰击作用下,通过化学键交联固定的,分子链不易脱落也不会因为翻转而导致薄膜表面极性基团减少,具有稳定性极强的特点,和现有存在的处理技术获得的亲水表面相比,至少能够保持半年以上的稳定性(室温环境)。所述具有动能的氢分子采用是超热氢交联技术,超热氢交联技术是通过一定方式使中性的氢分子获得动能,并利用具有动能的中性氢分子促进其它聚合物之间发生交联反应的方法。
进一步,所述聚合物是具有疏水性的高分子聚合物,采用聚氯代对二甲苯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅橡胶薄膜。这些聚合物作为基底膜材,是本发明改性工艺的主要对象,经过表面接枝改性可以显著的改善其表面亲水性。优选为聚氯代对二甲苯膜。聚氯代对二甲苯是性能优良的封装材料,被广泛的应用于航空航天、光电子、生物、医学领域,通过表面接枝改性提高其表面亲水性,可以很好的增强其实用价值。
进一步,还包括步骤(1):聚合物薄膜清洗,洗净后吹干或自然晾干。清洗干净后的薄膜表面,杂质被完全清除,可以更容易实现后续的亲水性材料的涂覆,对于材料的表面润湿改性有更好的效果。优选采用丙酮和/或乙醇进行清洗。经过清洗的聚合物薄膜优选的采用氮气进行吹干。
进一步,所述亲水性聚合物材料是富含羟基、羧基、氨基或醚键的亲水性聚合物。亲水性聚合物主要是因为具有大量的亲水性基团,所以对于水溶液具有很好的亲和性,根据实际改性样品的不同,可能亲水性成分会有所不同,但主要是含有一种或多种以上所述的亲水性基团。优选采用聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯亚胺中的一种或几种。当使用带动能的氢分子碰撞疏水性聚合物和富含亲水性官能团的聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺等的涂层表面,可以实现聚合物和涂层表面分子的碳氢键选择性断裂,形成碳自由基,同时碳自由基进一步耦合交联,使得亲水性的聚丙烯酸、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺等涂层稳定的交联与基体表面,形成结合牢固、致密的表面交联涂层,且形成的表面交联层相对聚合物基体有很好的润湿性能。
进一步,亲水性聚合物涂覆过程中是以稀溶液的形式使用的,所述的亲水性聚合物溶液的浓度为5-10mg/mL。优选的,所述亲水性聚合物是聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯亚胺中一种或几种,所用溶剂为乙醇、水或其混合物(即乙醇和水的混合物)。举例说明,如8mg/mL的聚丙烯酸溶液,水作溶剂;10mg/L的聚乙二醇的溶液,1:1体积的乙醇水作为溶剂。本领域技术人员可以根据底材薄膜的理化性质,以及需要接枝的亲水性材料选择合适的溶液进行涂覆,以上只是帮助说明本发明所列举的两个具体的亲水性溶液,不作其它限定。
进一步,步骤(2)中涂覆过程采用旋涂的方式进行。旋涂加工速度快,涂覆均匀度好,成本低。采用旋涂工艺,还可以提高亲水性聚合物成分和聚合物薄膜的附着密实度,保证亲水性成分紧贴聚合物薄膜的表面,进而使得亲水涂层能够很好地接枝在聚合物基底上,从而有效改善聚合物表面的润湿性能。
进一步,所述步骤(3)可以分为以下工序:
(301)将此聚合物薄膜放入等离子腔中,抽真空,实现真空环境。
(302)向等离子腔中通入氢气。然后,利用微波装置激发出氢等离子体,通过电场抽取并加速氢质子,使之与腔体中的氢气进行碰撞产生带有动能的氢分子,这些带有动能的氢分子是中性氢分子(不带电荷)。用这些具有动能的氢分子轰击聚合物薄膜,引发聚合物薄膜和涂层之间发生交联反应,获得具有表面润湿性能的聚合物薄膜。
采用微波装置激发出的氢等离子体中包含了氢质子和游离电子,通过电场选择性的抽取出其中的氢质子,并利用电场对其加速充能。经过电场加速的氢质子具有较高的动能,同时由于氢质子和中性氢分子质量在同样的数量级,在碰撞过程中可以很好的实现中性氢分子的碰撞充能,经过碰撞得到的具有一定动能的中性氢分子即为实现交联的关键所在。当中性的氢分子碰撞后轰击目标薄膜时,还可以通过另一个接地电极吸附带电荷的氢质子或其它离子,保证仅仅是中性的氢分子才会对目标薄膜进行轰击,保证氢分子轰击交联时无其它不利的副反应发生。
进一步,步骤301中抽真空使等离子腔的平衡真空度为1×10-2~2×10-1Pa。真空度的平衡控制主要是基于分子平均自由程的大小考虑,当微波功率为300w时,真空度容易实现,而且对于超热氢轰击控制的能量也恰在范围之内。
进一步,轰击聚合物薄膜表面的中性氢分子动能为10-30eV。
进一步,电场的电压为80-200V。优选的电场电压为100~150V。用于加速氢等离子体。
加速电极的电压范围直接影响轰击聚合物薄膜的中性氢分子可获得的动能大小,控制加速电极的电压范围为80-200V,可以最有效的保证氢分子在碰撞中所可能获得的动能与目标的轰击能量相适配,选择性断裂碳氢键,而不会造成其他键断裂(如C-C键),在交联聚合物和涂层表面的过程中不会造成聚合物分子降解破坏,能够有效保留聚合物膜原有的物理性质(如透光率)。此外,极性分子在接枝过程中极性官能团不受到破坏,因此接枝在表面的极性分子可以显著增加聚合物薄膜的表面润湿性,提高了超热氢轰击过程中交联的效率以及轰击改性产品的品质。
进一步,所述的中性氢分子轰击聚合物薄膜的时间为15秒-3分钟。优选的,中性氢分子轰击聚合物的时间为60~90s。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明用带动能的氢分子轰击实现聚合物和涂层表面分子碳自由基耦合交联,使得亲水性涂层稳定的交联与基体表面,形成结合牢固、致密的表面交联涂层,具有很好的润湿性能。
2.本发明采用动能可控的氢分子进行轰击,可以选择性断裂碳氢键,实现高品质的交联反应。其次,因为氢分子动能可控,不会造成其他键断裂(如C-C键),在交联聚合物和涂层表面的过程中不会造成聚合物分子降解破坏,能够有效保留聚合物膜原有的物理性质(如透光率)。再次,极性分子在接枝过程中极性官能团不受到破坏,因此接枝在表面的极性分子可以显著增加聚合物薄膜的表面润湿性。
3.本发明在聚合物薄膜表面接枝的极性分子是通过化学成键的方式交联固定于聚合物薄膜表面,分子链不会因为翻转而导致薄膜表面极性基团减少,因此本发明所述的通过表面接枝获得亲水表面的稳定性高于现有存在的处理技术获得的亲水表面,具有室温环境下半年以上的稳定性。
附图说明:
图1为本发明有效实施例3样品在经过超热氢处理前(原膜)后(60s)水接触角图片。其中a是原膜未经处理时表面液滴情况,b是经过表面改性处理后的表面液滴情况。
图2为本发明有效实施例样品与O2等离子体处理在常温下稳定性对比图。
图3是本发明生成具有动能的氢分子的一种装置示意图。
图中标记:1-氢等离子体,2-第一电场,3-碰撞室,4-第二电场,5-样品。
具体实施方式
一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,包括以下步骤:
(1)用丙酮和/或乙醇冲洗聚合物薄膜表面,并用氮气吹干表面;
(2)在洁净的聚合物薄膜表面旋涂富含羟基、羧基、氨基、醚键等的亲水性聚合物(如聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺等)涂层,烘干待用。
(3)将(2)中处理好的样品放入等离子腔体,抽真空至达到平衡;
(4)在腔体中通入氢气,通过微波装置激发出氢等离子体,用电场将氢质子抽取出来,与腔体中的氢气进行碰撞,产生带一定动能的中性氢分子轰击聚合物表面,引发聚合物表面与涂层之间发生交联反应,获得具有一定表面润湿性能的聚合物薄膜。
更进一步的方案是,所述聚合物基底主要是聚氯代对二甲苯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅橡胶薄膜。
更进一步的方案是,所述的聚合物优选为聚氯代对二甲苯膜。
更进一步的方案是,所述的亲水性聚合物(如聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺等)溶液的浓度为5-10mg/mL。
更进一步的方案是,所述的腔体的平衡真空度为1×10-2-2×10-1Pa,加速电极的电压范围为80-200V,轰击聚合物薄膜表面的中性氢分子动能为10-30eV。
更进一步的方案是,所述的中性氢分子轰击聚合物薄膜的时间为15秒-3分钟。
本发明中具有动能的中性氢分子可以通过以下方式获得,使用具有动能的中性氢分子轰击的过程又可称为超热氢处理。超热氢处理样品的原理示意图如图1所示,其具体实现方法是:微波装置激发的等离子体1在第一电场2的加速作用下获得大量动能,然后进入碰撞室3和其中的中性氢分子碰撞,使氢分子具有大量动能。然后从碰撞室3出来的等离子被第二电场4去极,仅保留中性的氢分子从缝隙中通过。具有动能的氢分子通过第二电场4后,轰击在样品5上,使样品表面的碳碳键、碳氢键等断裂形成自由基,进而实现聚合物表面的交联反应。
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将聚氯代对二甲苯薄膜,厚度100μm,在其表面旋涂一层亲水性聚丙烯酸的聚合物,其浓度为5mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上,打开真空泵,使腔体内真空度达到2×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气(标准毫升/分钟,下同),并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为10eV,用氢气轰击薄膜样品时间为15s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例2
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚乙二醇聚合物,亲水性聚合物的浓度为8mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到5×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为15eV,用氢气轰击薄膜样品时间为30s,使聚乙二醇以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例3
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到6×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为16eV,用氢气轰击薄膜样品时间为60s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例4
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚氧化乙烯聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到9×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为20eV,用氢气轰击薄膜样品时间为90s,使聚氧化乙烯以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例5
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到1×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为20eV,用氢气轰击薄膜样品时间为120s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例6
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到1×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为20eV,用氢气轰击薄膜样品时间为150s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例7
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到2×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为100V,中性氢分子动能为25eV,用氢气轰击薄膜样品时间为180s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例8
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚乙烯亚胺聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到2×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为150V,中性氢分子动能为30eV,用氢气轰击薄膜样品时间为15s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例9
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚氧化乙烯聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到6×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为150V,中性氢分子动能为15eV,用氢气轰击薄膜样品时间为60s,使聚氧化乙烯以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例10
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚乙二醇聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到6×10-2Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为150V,中性氢分子动能为20eV,用氢气轰击薄膜样品时间为180s,使聚乙二醇以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例11
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到1×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为200V,中性氢分子动能为30eV,用氢气轰击薄膜样品时间为15s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例12
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚乙二醇聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到1×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为200V,中性氢分子动能为25eV,用氢气轰击薄膜样品时间为60s,使聚乙二醇以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
实施例13
将聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)分别放入含有丙酮和乙醇的容器中超声清洗15min,用氮气吹干。在洁净的聚合物薄膜表面旋涂一层亲水性的聚丙烯酸聚合物,亲水性聚合物的浓度为10mg/mL,烘干备用。将有涂层的薄膜固定在超热氢系统的样品台上。打开真空泵,使腔体内真空度达到2×10-1Pa时,依次通入14SCCM氢气,并打开微波等离子,开启加速电源和排斥电源,其中微波功率为300W,加速电压为200V,中性氢分子动能为25eV,用氢气轰击薄膜样品时间为180s,使聚丙烯酸以化学键的形式交联固定于聚合物薄膜表面,得到表面润湿性能增强的薄膜,用表面水接触角测试薄膜的润湿性能,性能列于附表中。
性能评价
为了测试样品的润湿性能,所有原始聚氯代对二甲苯薄膜(厚度100μm)样品和经过实施例1-13交联处理后薄膜水接触角、透光率、水蒸汽透过率和与二氧化硅涂层的结合力,等样品性能的具体测试结果如下表所示。
表1 薄膜交联处理后测试结果
*带*号是文献(材料导报,2009,23(3):48-50)中得到的样品测试结果。
Claims (10)
1.一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,包括以下步骤:
(2)取聚合物薄膜,在其表面涂覆一层亲水性聚合物材料,烘干;
(3)在真空环境下,用具有动能的氢分子对聚合物薄膜进行轰击,获得具有表面润湿性能的聚合物薄膜;
所述聚合物是疏水性的高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,所述疏水性的高分子聚合物是聚氯代对二甲苯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或硅橡胶。
3.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,还包括步骤(1):聚合物薄膜清洗,洗净后吹干或自然晾干。
4.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,步骤(2)中涂覆过程采用旋涂的方式进行。
5.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,轰击聚合物薄膜表面的中性氢分子的动能为10-30 eV。
6.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,所述步骤(3)可以分为以下工序:
(301)将此聚合物薄膜放入等离子腔中,抽真空,实现真空环境;
(302)向等离子腔中通入氢气,利用微波装置激发出氢等离子体;然后,用电场加速氢质子,使之与腔体中的氢气进行碰撞产生带有动能的氢分子;用这些具有动能的氢分子轰击聚合物薄膜,引发聚合物薄膜和涂层之间发生交联反应,获得具有表面润湿性能的聚合物薄膜。
7.根据权利要求1所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,所述亲水性聚合物材料是富含羟基、羧基、氨基和/或醚键的亲水性聚合物。
8.根据权利要求7所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,所述的亲水性聚合物以溶液的形式进行涂覆,溶液的浓度为5-10 mg/mL。
9.根据权利要求8所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,所述亲水性聚合物是聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚乙烯亚胺,其溶剂为乙醇、水或其混合物。
10.根据权利要求6所述通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法,其特征在于,电场的电压为80-200 V。
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CN201510522683.1A CN105001439A (zh) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 一种通过表面接枝提高聚合物薄膜表面润湿性能的方法 |
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