CN1158342C - 一种聚合物表面改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种聚合物表面改性方法涉及对聚合物表面进行改性处理以提高表面亲水性的方法。对含C-H键的有机聚合物的膜、片、纤维或制品的表面，用过硫酸盐水溶液浸渍或涂敷在聚合物表面或过硫酸盐水溶液夹在聚合物和透紫外光材料之间形成三明治型结构，对覆盖过硫酸盐水溶液的聚合物表面进行紫外光照射。透紫外光材料为石英片或透紫外光的聚合物。聚合物材料可以是聚合物单一材料、层状或在底基材料(非金属或金属)上的有机涂层。可以在短时间内有效的提高聚合物表面亲水性。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种含C-H键聚合物表面改性方法，特别是在紫外光作用下用过硫酸盐水溶液对聚合物表面进行处理，以提高聚合物表面亲水性。
(二)技术背景
20世纪80年代以来，人们发现有机高分子材料的表面性能对其最终用途起着至关重要的作用。有机高分子材料的表面自由能太低，由此导致难印刷、难粘接、难染色、难被水极性溶剂润湿。因此，有机高分子材料在许多应用领域诸如工业包装膜、复合膜、食品包装膜、复合材料和服装行业用有机纤维、塑料及橡胶制品领域、特种材料领域、生物材料领域等的使用受到一定影响。
在实际应用中根据最终用途的不同，要求有机聚合物材料表面具有一定的亲水性。常用水与材料表面形成的接触角表示表面亲水性，接触角越小，亲水性越好。对于可完全润湿的表面，其水接触角数值一般在20°以下；对于中间程度或低程度润湿性表面，其接触角数值在20°到90°之间。
已经研究提出的各种表面处理方法可以实现不同的应用要求。目前实用意义较大的方法包括CrO3/H2SO4、K2Cr2O7/H2SO4、KClO3/H2SO4、KMnO4/H2SO4、过硫酸盐水溶液等氧化剂处理的湿法氧化体系，等离子体、电晕、火焰、光氧化、臭氧化等处理的干法氧化体系，表面接枝(光引发、γ辐射及电子束引发、等离子体引发等)，基于表面有机化学反应的单步及多步官能化等方法。目前工业上主要采用电晕法处理及结合部分已经实用化的等离子体处理，存在的主要缺点包括：电晕法处理对聚合物表面的改性程度有限，且对表面有较大程度的损伤，设备投资费用及操作成本较高，工艺条件复杂不易控制等。等离子体处理虽然可以达到较好的改性程度，但需要昂贵的加工设备和真空条件，操作费用高，难于进行连续的表面处理，改性后的表面易发生性能退化等。为此，还发展了一系列采用化学试剂对表面进行氧化处理及后续的化学反应以向表面引入极性基团，如采用强氧化试剂CrO3/H2SO4、K2Cr2O7/H2SO4等在加热的条件下氧化聚合物表面，采用有机多官能胺化合物处理氧化后的表面，采用紫外光、γ辐射及电子束、等离子体等引发表面接枝聚合。但这些方法也存在较明显的缺点如强氧化剂热氧化处理速度慢、改性效果差，强氧化剂、γ辐射及电子束和等离子体对表面有强刻蚀作用，强氧化剂和接枝聚合普遍采用的有机溶剂和有机单体对环境有较大的污染。
过硫酸盐水溶液是一种较温和的氧化试剂，用于对含C-H键的有机聚合物表面改性，同时刻蚀作用较小，以水为溶剂对环境影响较小。许惠林和张开在“过硫酸铵水溶液对聚乙烯表面作用的研究”(高分子通讯，1984，2：101-108)一文中报道了采用热的过硫酸铵水溶液(6w.t.％)处理PE表面。将小片LDPE浸泡在恒温的过硫酸铵水溶液中。在70℃下分别对HDPE和LDPE处理达6小时，HDPE的接触角由99°降至61°，LDPE的接触角由102°降至83°。反应时间较长，改性效果不好。
Bamford和K.G.AI-Lamee在“Studies in polymer surfacefunctionalization and grafting for biomedical and other applications”(Polymer，35(1994)，13：2844-2852)一文中报道了在热作用下，采用过硫酸钾水溶液处理聚合物表面，使其引入反应性基团，进一步引发接枝聚合。在过硫酸钾水溶液体系中，羟基自由基同硫酸离子基共同与聚合物表面反应，从而在表面引入了羟基和硫酸基团。但他们的注意力集中于向表面引入羟基自由基并进一步引发接枝聚合上。由于采用热引发方式，过硫酸盐水溶液处理聚合物表面的时间较长，要达到较好的接枝效果需要过硫酸钾预处理2小时。
为增强过硫酸盐对聚合物表面的改性效果，很早就有人报道了采用Ag+催化过流酸铵的氧化反应，但效果并不理想，其改性表面的接触角较未催化的改性表面并未有明显降低。Gareth等在“Sonochemically-Assisted Modification of Polyethylene Surfaces”(Macromolecules，1996，29，5664-5770)曾经报道了一种采用超声波谐振催化的过硫酸盐水溶液处理聚合物表面的方法，但改性效果也不理想。如采用33g/dm3浓度的K2S2O8水溶液在35℃下处理5小时，PE表面对水的接触角由处理前98.6°降至82°，延长处理时间至24小时也只降至60°左右。同样浓度、温度及处理时间(5小时)，在溶液充氮时用(NH4)2S2O8水显然该方法由于处理时间长、效果差而不易被实际应用。
(三)发明内容
本发明一种聚合物表面改性方法是在紫外光作用下用过硫酸盐水溶液对聚合物表面进行改性处理的新方法，达到在短时间内有效的改善表面亲水性的目的。
本发明的技术方案是对含C-H键的有机聚合物的膜、片、纤维或制品的表面，用过硫酸盐水溶液浸渍或涂敷在聚合物表面或过硫酸盐水溶液夹在聚合物和透紫外光材料之间形成三明治型结构，对覆盖过硫酸盐水溶液的聚合物表面进行紫外光照射进行表面处理。
本发明的方法改性的聚合物材料为：乙烯基或取代乙烯基单体的聚合物、缩合聚合物、开环聚合物、天然高分子、聚烯烃与其它聚合物或橡胶的共混或共聚料、聚酰胺、卤化聚合物，芳族聚合物、芳族聚合物与其它聚合物的共混或共聚物或聚脂。例如：低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、异丁烯异构化聚合物(TPX)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、尼龙6(Nylon6)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PSt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。
本发明所用的透紫外光材料为石英片或透紫外光的聚合物，透紫外光的聚合物为：聚烯烃、聚烯烃与其它聚合物或橡胶的共混或共聚料、聚酰胺、卤化聚合物，芳族聚合物、芳族聚合物与其它聚合物的共混或共聚物。透紫外光的聚合物，例如：低密度聚乙烯(LDPE)、流涎法成膜聚丙烯(CPP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙6(Nylon6)、聚氟乙烯(PVF)或异丁烯异构化聚合物(TPX)。
本发明用的过硫酸盐水溶液为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵的水溶液，浓度为1％～30％(重量)。在过硫酸盐水溶液中还可以加入表面活性剂，过硫酸盐与表面活性剂的重量比为90～18∶1。
本发明紫外光照射采用紫外灯，用低压、中压、高压汞灯或其它发射紫外光波段的设备。例如：用高压汞灯辐照装置，功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2，照射时间为5秒～15分钟。
适用本发明方法对表面改性的聚合物材料可以是片材、薄膜、纤维及其它的形状，应保证紫外光能照射到聚合物表面上的同时在聚合物表面可以有效的形成含有过硫酸盐溶液的薄层。聚合物材料可以是聚合物单一材料、层状或在底基材料(非金属或金属)上的有机涂层。
本发明在聚合物表面处理使用的过硫酸盐水溶液，如：过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵的水溶液，过硫酸盐在溶剂水中可以部分或全部产生过硫酸根，这种过硫酸根的产生方式可以是无机盐的电离、中和、复分解等一切可能的产生方式，还可能通过有机物的某些反应生成过硫酸根，还包括在反应前或反应过程中以物理方式添加可产生过硫酸根的物质。过硫酸根的作用在于自身发生光解反应离解出具有氧化作用的硫酸阴离子自由基。过硫酸盐水溶液的浓度可以选用1％(重量)到其最大溶解的浓度，优选使用的浓度为30％(重量)。
采用本发明的方法，当处理的聚合物表面是单一的一层时，可用常规的浸渍或涂敷方法将过硫酸盐溶液均匀覆盖在聚合物改性表面上。如果浸渍或涂敷的溶液与聚合物表面的极性差别过大，可以采用在含过硫酸根的溶液中加入少量表面活性剂(包括离子型，非离子性型，两性型及它们之间混合使用的复配型)以增加含过硫酸根的溶液对聚合物表面的浸润性，例如选用十六烷基三甲基溴化铵，这是一种常用的离子型表面活性剂。采用本发明的方法还可以用于在双层聚合物内夹过硫酸盐水溶液的三明治型结构的表面处理。要求上面一层是对紫外光无明显吸收的聚合物薄膜或片材，下层为聚合物薄膜、片材、纤维或制品表面，将一定量已配好的过硫酸盐溶液注入双层聚合物之间，然后用两片石英片将双层聚合物压实，使过硫酸盐溶液均匀分布在上层聚合物和下层聚合物之间。通过紫外光照射，对上层聚合物和下层聚合物表面同时进行表面改性处理。也可以采用上层材料为石英片等对紫外光无明显吸收的无机材料，仅对下层聚合物进行表面改性处理。也可以采用上层材料为透紫外光的聚合物，下层材料为聚合物、石英片、玻璃片、云母片或金属片等，仅对上层聚合物进行表面改性处理。
在紫外光照射下行进表面处理时，对反应温度无特殊要求，但不能过高而发生聚合物膜的热氧化及降解，一般可在室温下进行。
用本发明的方法对改性后的聚合物表面用水洗处理以除去表面附着的过硫酸盐水溶液。可以采用通用的洗涤方法如冲刷、浸泡等。为保证表面键连基团不会在洗涤过程中损失较多，最好使用去离子水浸泡处理方法，表面浸泡时间5～60分钟，最好不超过10分钟。洗净的表面可以采用通常的干燥方法(例如：烘干)除水分。烘干处理的干燥温度不能过高，干燥时间不能过长。因为高温长时间干燥可能导致表面引入的基团向基体内部旋转而使表面性能退化。一般推荐使用范围为40～60℃，干燥时间10分钟及其以下。为保证后处理的快速性，也可直接再用丙酮冲洗表面以除去水分。
本发明的方法通过改变过硫酸盐水溶液的浓度、紫外光照射强度、照射时间以及多次重复行进覆盖过硫酸盐水溶液和紫外光照射过程，以达到满意的处理效果。
本发明提供一种用紫外光催化手段以促进过硫酸盐水溶液对聚合物表面的氧化改性作用的方法，由于在于短时间内可以向表面引入大量硫酸离子基团，因此可以在短时间内有效的改善聚合物表面亲水性。本发明提供的方法与以往的热、Ag+、超声波催化的过硫酸盐水溶液处理法的反应机理不同，处理更快速、更有效。本发明不同于已有的光接枝等紫外光辐照改性技术，由于该方法主要涉及在聚合物表面进行光引发的聚合反应，向表面引入大量高分子链，其原理属于表面聚合，与本发明直接向表面引入大量的硫酸基团不同。表面聚合有大量有机溶剂及单体的使用和大量均聚物的生成，后处理较繁琐，对环境有一定的污染；表面生成的大量高分子链不易分布均匀，当接枝量较高时可导致表面改性层厚度过大，造成接枝表面形态易发生明显变化。
本发明方法的优点在于具有优良改性效果的同时，操作简单、快速、成本低廉、对改性表面损伤极小、对环境几乎无污染，表面亲水性退化速率慢于等离子体处理。
通过本发明方法对聚合物表面改性能控制表面亲水性扩大应用领域。例如：
(1)对薄膜的表面改性：PE、PP、PVC、PET等工业包装膜的表面亲水性的改善，为使用廉价、低污染性的水性油墨提供了可能；PE表面亲水性的改善可以制备新型的无雾滴PE棚膜；分离膜内孔的表面亲水性改善。
(2)对纤维的表面改性：PE、PP纤维的表面亲水性改善可以提高它们的染色性，从而可以用作布料；纤维的表面亲水性改善还可以为制备抗静电织物提供一种新型的方法。
(3)对塑料、橡胶制品的表面改性：车用保险杠的表面亲水性改善可以增加其染色性；软包装饮料瓶用PET的表面亲水性改善可以增加其与隔氧涂层的亲和性。
(4)对特种材料的表面改性：感光材料和音像材料用聚酯薄膜的表面亲水性改善可以增加其抗静电性；生物医用材料表面亲水性的改善可以增加其生物相容性。
聚合物表面在改性前后的亲水性变化用空气/水接触角表征。接触角测定是在常温下进行，使用型号为中国长春市第五光学仪器厂JJC-1型接触角测量仪测定。每次取5μl去离子水零距离垂直滴在待测表面上之后马上纪录空气/水接触角的读数。每一个样品取不同位置测定6个点以上。
(四)附图说明
图1是表面改性前S2p的X射线光电子能谱图。
图2是表面改性后S2p的X射线光电子能谱图。
(五)具体实施方式
实施例1
表面改性的材料用双层膜或片材的实例，如表1和表2所示，编号-上层材料-下层材料为：1-CPP-CPP(流涎法成膜聚丙烯)膜、2-BOPP-BOPP(双向拉伸聚丙烯)膜、3-BOPP-PET膜、4-BOPP-HDPE膜、5-LDPE-LDPE膜、6-BOPP-PVC膜、7-BOPP-TPX膜及8-BOPP-EPDM片材。在表1和表2中分别列出了编号1的上层、编号2的上层、编号3的下层、编号4的下层、编号5的上层、编号6的下层、编号7的下层以及编号8的下层表面改性结果。操作步骤如下：为采用微量进样器取100μL已配好的过硫酸铵水溶液注入双层聚合物之间，然后用两片石英片将双层聚合物压实，过硫酸铵水溶液夹在两聚合物之间形成三明治型结构，过硫酸铵水溶液均匀分布在双层聚合物之间，移入高压汞灯辐照装置(功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2)中进行紫外辐照，过硫酸铵水溶液浓度为30wt％，25℃室温下照射90秒。再用去离子水浸泡表面10分钟去除表面的过硫酸铵水溶液，在用丙酮冲洗表面以除去表面附着的水分，随后将膜或片材放置在环境空气中静置5分钟以使丙酮完全挥发，之后立即测定表面水接触角。本发明与电晕法、等离子体、普通热过硫酸铵水溶液等方法进行比较，表面改性前后的接触角列在表1中。本发明的改性效果与与等离子处理相当，但设备及工艺成本低廉，操作费用低廉。本发明也显著优于电晕法、普通热过硫酸铵水溶液处理效果。表1中电晕法处理聚合物表面的接触角数据摘自“改进的聚合物表面改性方法”(中国专利Zl 96195875)，等离子体处理聚合物表面的接触角数据摘自“等离子体引发与表面改性”(周其凤，胡汉杰主编.高分子化学，CH6，化学工业出版社(2001))，普通热过硫酸铵铵水溶液处理聚合物表面的接触角数据摘自“过硫酸铵水溶液对聚乙烯表面作用的研究”(许惠林，张开.高分子通讯，1984，2：101-108)。表2列出了本发明适用于塑料、纤维和橡胶材料的膜、片的表面在改性处理前后测得的接触角，表面改性的效果优良。此外，用扫描电子显微镜(SEM)观察了编号2的上层(BOPP)在改性前后的表面微观形貌，发现在放大4500倍的大视场范围或放大2.2万倍的高放大倍数下改性前后表面微观形貌均无明显差别。这表明本发明对改性表面的损伤极小。
实施例2
表面改性的材料用双层膜或双层片材。编号-上层材料-下层材料为：1-BOPP-PVF膜、2-BOPP-PC膜、3-BOPP-Nylon膜及4-BOPP-NBR片材、5-BOPP-SBR片材。操作方法除紫外辐照时间为120秒以外其余条件与实施例1相同。测得表面改性处理前后接触角列在表3中。
实施例3
表面改性的材料用双层膜的实例。编号-上层材料-下层材料为：1-CPP-CPP膜、2-BOPP-BOPP膜、3-BOPP-PET膜、4-BOPP-HDPE膜、5-LDPE-LDPE膜。在表4中分别列出了编号1的上层、编号2的上层、编号3的下层、编号4的下层、编号5的上层表面改性处理前后的接触角。操作方法除紫外辐照时间为5秒外其余条件同实施例1相同。
实施例4
表面改性的材料用双层膜的实例。编号-上层材料-下层材料为：1-CPP-CPP膜、2-BOPP-BOPP膜、3-BOPP-PET膜、4-BOPP-HDPE膜、5-LDPE-LDPE膜。在表5中分别列出了编号1的上层、编号2的上层、编号3的下层、编号4的下层、编号5的上层表面改性处理前后接触角。操作方法除过硫酸铵浓度为5％外其余条件与实施例1相同。
实施例5
表面改性的材料用双层膜的实例，上层材料-下层材料为：CPP-CPP膜。操作方法除过硫酸铵浓度为1％外其余条件同实施例1相同。改性结果为上层表面水接触角由改性前的99±5°降到改性后的75±5°。
实施例6
表面改性的材料用双层膜的实例，上层材料-下层材料为：CPP-CPP膜。操作方法除过硫酸盐使用过硫酸钾，其浓度为5％外其余条件同实施例1相同。改性结果为上层表面水接触角由改性前的99±5°降到改性后的56±5°。
实施例7
处理LDPE、PET、CPP、Nylon、PVC、PC单层薄膜表面，采用涂敷法使聚合物表面覆盖一薄层过硫酸盐水溶液。在20ml水溶液中加入0.1g离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和9g过硫酸铵，用脱脂棉球将配制的溶液均匀地涂敷在聚合物表面上，立即移入紫外辐照装置中进行照射，高压汞灯辐照装置(功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2)，25℃室温下照射180秒。处理后的膜用去离子水浸泡10分钟，之后对于LDPE、PET、CPP用丙酮冲洗以除去表面附着的水分，随后将膜放置在环境空气中静置5分钟以使丙酮完全挥发；对于Nylon、PVC、PC将其放入箱中烘10分钟使表面水分完全挥发。测定表面空气/水接触角列入表6中。
实施例8
处理LDPE、PET、CPP、Nylon、PVC、PC薄膜表面。在烧杯中加入20ml水、0.1g离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和9g过硫酸铵，将聚合物浸没在配制的溶液中。保持聚合物表面完全浸没的条件下(用锡箔纸包裹整个烧杯)，浸泡聚合物25分钟，之后取出聚合物并立即移入紫外辐照装置中进行照射，采用高压汞灯辐照装置(功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2)，25℃室温下照射180秒。处理后的聚合物用去离子水浸泡10分钟，之后对于LDPE、PET、CPP表面用丙酮冲洗除去表面附着的水分，随后将聚合物放置在环境空气中静置5分钟以使丙酮完全挥发；对于Nylon、PVC、PC将其放入50℃烘箱中烘10分钟使表面水分完全挥发。测定空气/水接触角列入表7中。
实施例9
处理LDPE、PET、CPP薄膜表面，采用涂敷法使改性聚合物表面覆盖一薄层过硫酸盐水溶液。操作方法除加入0.5g离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和照射时间为3分钟外，其余同实施例7。测定空气/水接触角列入表8中。
实施例10
处理LDPE、PET、CPP、Nylon、PVC、PC薄膜表面，采用浸渍法聚合物表面覆盖一薄层过硫酸盐水溶液。在20ml水中加入8.6g过硫酸铵，将聚合物平放入盛有过硫酸铵水溶液的表面皿中，使聚合物完全浸没。在保持聚合物表面完全浸没的条件下，将表面皿立即移入紫外辐照装置中进行照射，采用高压汞灯辐照装置(功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2)，照射15分钟。也可以将对紫外光无明显吸收的聚合物膜飘浮在过硫酸铵水溶液表面，进行紫外照射，则对与过硫酸铵水溶液接触的聚合物表面进行改性。照射后的聚合物用去离子水浸泡10分钟，对于LDPE、PET、CPP用丙酮冲洗除去表面附着的水分，随后将聚合物放置在环境空气中静置5分钟使丙酮完全挥发；对于Nylon、PVC、PC将其放入50℃烘箱中烘10分钟使表面水分完全挥发。测定空气/水接触角列入表9中。
实施例11
在本实施例中说明用本发明方法改性聚合物表面后表面亲水性能的退化情况。操作方法为将三明治结构预处理得到的本法改性的CPP、LDPE、PET膜(操作方法及条件同实施例1)放入40℃恒温箱中，测定不同天数后的表面接触角。这些实验结果列在表10中。根据文献报道，用氧等离子体处理PP表面，20℃停放7日接触角由30°增加到80°以上(M.Morra；E.Occhiello；F.Garbassi.J.Colloid.Interface.Sci.，1989，132，504)；而用氮等离子体处理PE表面，室温下停放3日接触角由49°增加到65°，用氧等离子体处理室温下停放3日接触角也增加到58°(周其凤，胡汉杰主编.高分子化学，2001，Ch.6，北京：化学工业出版社)。这表明本发明方法处理聚合物表面具有较慢的耐退化性。
实施例12
在本实施例中说明用本发明方法改性聚合物表面后表面元素组成的变化。操作方法为将三明治型结构预处理得到的本法改性的CPP表面(操作方法除过硫酸铵浓度为5％外，其余同实施例1)进行X射线光电子能谱(XPS)分析。图1表示表面改性前S2p的X射线光电子能谱图，图2表示表面改性后S2p的X射线光电子能谱图。改性后表面在168.6eV出现S2p峰，已知SO4 2-中的S的电子结合能约为168.5eV与本结果很接近。这说明表面引入了硫酸基团。
表1
| 编号 | 聚合物 | 改性前 | 电晕法 | 等离子体法 | 过硫酸铵水溶液 | 本发明 |
| 1 | CPP | 99±5 | 81.5±1.5 | 50左右 | - | CPP：55±5 |
| 2 | BOPP | 100±5 | BOPP：32±5 | |||
| 3 | PET | 73±5 | 51±2.0 | 10左右 | - | 15±5 |
| 4 | HDPE | 107±5 | 60±1.0 | - | 61 | 35±5 |
| 5 | LDPE | 100±5 | 51±2.0 | 35左右 | 83 | 40±5 |
表2
| 编号 | 聚合物 | 材料外形(厚度) | 改性前 | 改性后 |
| 1 | CPP | 薄膜(28μm) | 99±5 | 55±5 |
| 2 | BOPP | 薄膜(19μm) | 100±5 | 32±5 |
| 3 | PET | 薄膜(98μm) | 73±5 | 15±5 |
| 4 | HDPE | 薄膜(13μm) | 107±5 | 35±5 |
| 5 | LDPE | 薄膜(62μm) | 100±5 | 40±5 |
| 6 | PVC | 薄膜(88μm) | 90±5 | 47±5 |
| 7 | TPX | 薄膜(48μm) | 120±5 | 43±5 |
| 8 | EPDM | 片材(2mm) | 123±5 | 83±5 |
表3
| 编号 | 聚合物 | 材料外形(厚度) | 改性前 | 改性后 |
| 1 | PVF | 薄膜(48μm) | 90±5 | 39±5 |
| 2 | PC | 薄膜(25μm) | 86±5 | 39±5 |
| 3 | Nylon | 薄膜(15μm) | 77±5 | 39±5 |
| 4 | NBR | 片材(2mm) | 124±5 | 75±5 |
| 5 | SBR | 片材(2mm) | 129±5 | 48±5 |
表4
| 编号 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 编号 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| 1 | CPP | 99±5 | 76±5 | 4 | HDPE | 107±5 | 82±5 |
| 2 | BOPP | 100±5 | 86±5 | 5 | LDPE | 100±5 | 84±5 |
| 3 | PET | 73±5 | 58±5 |
表5
| 编号 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 编号 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| 1 | CPP | 99±5 | 66±5 | 4 | HDPE | 107±5 | 64±5 |
| 2 | BOPP | 100±5 | 66±5 | 5 | LDPE | 100±5 | 75±5 |
| 3 | PET | 73±5 | 34±5 |
表6
| 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| CPP | 99±5 | 83±5 | Nylon | 77±5 | 43±5 |
| LDPE | 100±5 | 76±5 | PVC | 90±5 | 76±5 |
| PET | 73±5 | 65±5 | PC | 86±5 | 44±5 |
表7
| 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| CPP | 99±5 | 80±5 | Nylon | 77±5 | 58±5 |
| LDPE | 100±5 | 84±5 | PVC | 90±5 | 80±5 |
| PET | 73±5 | 68±5 | PC | 86±5 | 62±5 |
表8
| 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| CPP | 99±5 | 90±5 | PET | 73±5 | 68±5 |
| LDPE | 100±5 | 90±5 |
表9
| 聚合物 | 改性前 | 改性后 | 聚合物 | 改性前 | 改性后 |
| CPP | 99±5 | 79±5 | Nylon | 77±5 | 55±5 |
| LDPE | 100±5 | 90±5 | PVC | 90±5 | 80±5 |
| PET | 73±5 | 61±5 | PC | 86±5 | 68±5 |
表10
| 聚合物 | 0(day) | 1(day) | 3(day) | 5(day) | 7(day) |
| CPP | 56 | 64 | 67 | 74 | 74 |
| LDPE | 41 | 42 | 45 | 52 | 54 |
| PET | 17 | 32 | 40 | 47 | 45 |
Claims (5)
1、一种聚合物表面改性方法，对含C-H键的有机聚合物的膜、片、纤维或制品的表面，用过硫酸盐水溶液浸渍或涂敷在聚合物表面或过硫酸盐水溶液夹在聚合物和透紫外光材料之间形成三明治型结构，对覆盖过硫酸盐水溶液的聚合物表面进行紫外光照射；聚合物为低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、异丁烯异构化聚合物(TPX)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、尼龙6(Nylon6)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PSt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)；过硫酸盐水溶液为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵的水溶液，浓度为1％～30％(重量)；紫外光照射采用紫外灯，用低压、中压、高压汞灯或其它发射紫外光波段的设备。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：透紫外光材料为石英片或透紫外光的聚合物，透紫外光的聚合物为：聚烯烃、聚烯烃与其它聚合物或橡胶的共混或共聚料、聚酰胺、卤化聚合物，芳族聚合物、芳族聚合物与其它聚合物的共混或共聚物。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：透紫外光的聚合物为低密度聚乙烯(LDPE)、流涎法成膜聚丙烯(CPP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙6(Nylon6)、聚氟乙烯(PVF)或异丁烯异构化聚合物(TPX)。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在过硫酸盐水溶液中加入表面活性剂，过硫酸盐与表面活性剂的重量比为90～18∶1。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用高压汞灯辐照装置，功率1000w，λ＝254nm处的光强为65±5w/m2，照射时间为5秒～15分钟。
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