SE461592B - Foerfarande foer ytmodifiering av polymermaterial foer oekad ytenergi och hydrofilicitet - Google Patents

Description

l 461 592 kort behandlingstid och låg kemikalieförbrukning lämpar sig för industriella applikationer.

Enligt föreliggande uppfinning har detta ändamål uppnåtts enom ett förfarande, som väsentligen kännetecknas av att material av polymeter inne attande polyolefiner, polystyren, fluorplaster, polyestrar, polyacetaler och polyak later i ett första steg underkastas en oxdationsbehandling för att på polymer-ytan tadkomma funktionella grupper såsom karboxyl-, hydroxyl- och karbonylgrupper medelst i sig kända metoder valda bland etsning med oxiderande syralösningar, korona-behandling, plasma- och flambehandling, nämnda ßrsta steg även innefattande sådant val av polymerisationsbetingelser vid tillverkning av polymeramaterialet att nämnda funktionella grupper ingår i polymerkedjorna, varefter den så erhållna polymerytan i ett andra steg bringas i våtskekontakt med organiska föreningar innefattande hetrocykliskaföreningar med tre eller fyra ringatomer, såsom aziridiner samt karbodiimider.

En grundtanke under utvecklin sarbetet bakom föreliggande u pñnning har varit att det relativt steriskt lättrörlíga unktionella upperna som erhålls vid det i sig kända ozddations- eller etsnin smetoderna med ti en vänder sig inåt polymerbulken, vilket skulle förklara den efter and minskade hydrofiliciteten. Nästa led i utvecklingsarbetet har dmör varit att finna lâmpli a reagens för att binda nämnda funktionella grupper till nya större grupper med min re sterisk rörlighet. Valet av reagens öppnar vidare möjligheter att öka och reglera hydrofilicitetsgraden hos polymerytan.

Det i steget enligt föreliggande uppfinning utvalda reagenserna uppfyller kravet på hög reaktivitet och ärmed korta reaktionstider och ger steriskt stabila grupper med förhöjd hydrofilicitet jämfört med de oreagerade grupperna erhållna genom oxidationsbehandlingen.

För kemisk oxidation av polymeryta enligt steg 1 med kända standard-etsningslösnin ar såsom kromtrioxid eller dikromatlösning i vatten eller svavelsyra, kromtrioxid öst i fosfor- och svavelsyrai vatten, permanganatlösning i svavelsyra, peroxodisulfat lösning i vatten, kloratlösning i perklorsyra eller först etsning med kromtrioxidlösning i svavelsyra som efterföljs av etsning med koncentrerad salpetersyra. Etsningstiden kan varieras mellan 5 sek och 30 minuter och kan ske vid temperaturer mellan rumstemperatur och IOOOC.

Valet av etsningsförfarandet äri viss mån relaterat till den polymer som skall behandlas. Polyoleñnplaster är relativt ínerta och behandlas företrädesvis med dikromatlösning i svavelsyra. Polystyren däremot är nedbrytningskänslig i starkt oxiderande syralösningar, varför mildare oxidationsförfaranden bör tillämpas. En lämplig oxidationsmetod för polystyren är behandli med väteperoxid i närvaro av UV-ljus. Fluorplaster är bland de minst kemiskt re tiva och kräver därför mycket hårda etïingsbetingelser t ex behandling med en lösning av alkalimetall i flytande ammom .

Polyestrar och polyakrylater är likaså nedbrytningskänsliga i oxiderande s ralösningar.

Här erbjuds emellertid ett annat alternativ till genomförande av steg 1. E tersom polyestrar framställs genom samkondensation av pol oler och dikagenom reglerad stökiometfisk obalans åstadkomma ett överskott av ydroxyl- eller karboxylgrupper. 461 592 Vid framställning av polyakrylater kan man åstadkomma karboxyl- och/ eller hydroxylgrupper i den färdiga polymeren enom att vid polymerisationen tillsätta monomerer innehållande hydroxyl- och/ er karboxylgrupper. Med andra ord genomßrs steg 1 vid själva polymerisationen.

Oxidatív behandling i steg 1 medelst plasma, korona eller flamma kan genomföras på samtliga polymertyper som omfattas av uppfinningen. Vid plasmaetsning utsätts materialet för plasma som består av en blandning av reaktiva ämnen såsom atomer, molekyler och joner i metastabila och/eller exciterade tillstånd och elektroner.

Blandningsförhållandet hos de reaktiva ämnena ligger på så sätt att det råder en total balans mellan positivt och negativt laddade partiklar.

För korona- och flambehandling finns kommersiellt tillgänglig apparatur, och dessa metoder får betecknas som väl etablerad teknik i detta sammanhang.

I steg 2 bringas den enligt steg 1 behandlade polymeren med en lösning innehållande en förening tillhörande nedanstående grupper A, och B, varvid grupp A innefattar hetrocykliska föreningar med tre ringatomer, såsom aziridiner och grupp B innefattar karbodiimider. Närmare bestämt innefattas följande föreningar: A: Mono- eller flerfunktionella aziridiner med formel CH2 CH-R', där R' kan vara en väte eller en alkylgrupp med 1-10 \N/ I H2 C-atomer och H2 kan vara en alkylgrupp med 1-10 C-atomer eller en alkylgrupp med 1-10 C-atomer, som är substituerad med en eller 2 ytterligare aziridingrupper, en melamin grupp där en, två. eller tre väte atomer som är kopplade till kolatomer i melaminringen är substituerad med en eller flera aziridin grupper eller en P 5 0 grupp.

B: Karbodiimider med formeln R9___N=C.-..-.N.._R10, där H9 och H10 är en alkylgrupp med 1-10 C-atomer eller en fenylgrupp, som kan vara substituerad med en halogen eller hydroxyl.

Reaktionen enl steg 2 genomförs i aprotiska organiska lösningsmedel såsom ketoner och etrar. Behandlingstiden är i allmänhet kort och är mellan 30 sek och 30 min, företrädesvis mellan 30 sek och 3 min.

Temperaturen kan variera mellan rumstemperatur och 10006, företrädesvis mellan rumstemperatur och 600.

Reaktionen i steg 2 mellan polymeren och föreningar i grupp A sker genom ring-öppning av den hetrocyklíska ringen. Exempel på sådana reaktioner är: 461 592 n rr Poly __ oH + RZ_N <3 2 _. (Poly _ o __cH2__on2_N _ 11,2) t H2 + _ Poly ___.O._.CH2._CH2_NH__R.2 reaktion 1 H PolY -COOH + 2 -» GHz-:gflg +Po1Y~COO_-» H2 \ HNI/tz + CH2_:CH2O0C__Poly reaktion 2 En Exempel på reaktioner med föreningar i grupp B år: N._R9 NH_R10 reaktion 3 Poly _0001; + RQ_..N=C=N_RIO _. Poly __ooof Enl en föredragen utföringsform i uppfinningen bringas polymeren från steg 1 att i steg 2 reagera med en polyfunktionell förening dvs, en hetrocyklisk förening med flera ringar i grupp A. Som exempel kan nämnas: CH N <”| 2 CH tríazíridin 2\1v_n / “H2 , 11\ GHz N /CH2 *C32 I dessa fall kan i ett tredje steg de oreagerade funktionella grupperna som finns kvar på polymerytan reageras vidare med alkoholer, polyoler eller mono- eller dikarbonsyror vid temperaturer mellan rumstemperatur och 10000 i 1-30 min. Sådana oreagerade grupgfer ååpoglnšerytan uåpstårdšršar en gäilš-funktiïneplålförenrišitg istâltlet gör en mon un 1on oremng van or m enng v yme an 1 s eg ovan.

Eftersom koncentrationen av -CO0H, -OH och C.-.O grupper på polymerytan är mycket låg reagerar förmodligen bara en reaktiv grupp hos den polyfunktionella föreningen med dessa grupper och därmed återst de andra reaktiva rupperna för vidare reaktion. Detta möjliggör att man kan modifiera polymerytan or att erhålla olika grader av hydrofilicitet.

För att bekräfta att närvaro av grupper såsom -COOH, -OH eller C=O är nödvändigt 46? 592 för att åstadkomma hydrofilicering genom reaktion med de reaktiva föreningarna behandlades alla. ovannämnda polymera material med de olika föreningar som har beskrivits i steg 2 utan att behandla polymerytan enl steg 1.

Kontaktvinkel-mätningarna visar att inga förändringar i ytenergi åstadkoms. Nedan kommer uppfinningen att ytterligare belysas med flera olika praktiska utföranden.

EXEMPEL 1 Kontaktvinkeln på. obehandlad polypropen mättes efter rentvättning med aceton och torkning nu 91-950. Fiimen beiinndindes seden med dikmmeiiiisning i sveveisyre ( 4,4 vikt% dikromat i 15,7 molar svavelsyra) i 30 sek, 1 min och 5 min vid 2000 ochi 5 sek, 10 sek, 1 min och 5 min vid 7000 och tvättades ren med dest. vatten. Kontaktvinkeln mot vatten mättes sedan pâ de behandlade filmerna efter att dessa hade torkat i ugn vid 5000 i tre timmer. Kenteirtvinkei pa 90 i 20; 90 i 1.70 resp 94,0 i 2,20 vid 2000 een 92,4 i 0,20; 95,7 i 2,40; 100,4 i 4,80 resp 105,6 i 8,00 vid 7000 ernöns.

Filmproverna som etsades med kromsyralösningen i 30 sek, 1 min,och 5 min vid 2000 och 5 sek, 10 sek, 1 min och 5 min vid 7000 behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridin- förening Neocryl CX-100R som användes efter spädning med dest. vatten i förhållandet 1:1 vi rumstemperatur RT) i 30-40 sek och tvättades sedan med dest vatten i 1 min, med metanol i 30 se , acetoni 30 sek och slutligen med dest vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinkeln mättes igen på dessa modifierade ytor och fick värdena 64,9 i 1,50, 77 i 2,20 och 71,9 i 2,70vid 2000 eissde fiimer den 70 i 1,90, 08 i 1,90 70,8 i 1,10 eeh 70,7 i 1,80vid 70°0 eisede filmer. För att säkerställa att behandlingen gav en permanent effekt kokades den första av ovannämnda filmer i dest vatten i 5 timmar och sedan bestämdes efter torkning knninisivinkein sin 07,8 i 5,30.

Kontaktvinkeln på. tvättad polypropenfilm efter behandling med Neocryl CX-100 utan någon etsning uppmättes till 98,4 i 2,40.

EXEMPEL 2 Filmen behandlades med dikromatlösning i svavelsyra, men denna gång med 2,8 vikt% dikremei i 15,77 mnier sveveisyrei 80 sek, 1 min een 5 min vid 2000 eehi 5 sek, 10 sek, 1 min och 5 min vid 7000 och tvättades ren med dest. vatten. Kontaktvinkeln mot vatten mättes sedan på. de behandlade filmerna efter att dessa hade torkat i ugn vid 5000 i tre timmer. Keninirivinirei på 83,4 i 2,90; 84,8 i 2.90 resp 83,5 i 2,20 vid o o 2000 och 84,8 i 1,9 ; 85,3 i 2,0 ; 93,1 i 2,40 resp 95,4 i 1,50 vid 7000 erhons.

Filmproverna behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell azirídinförening (Neocryl CX-100 ) som användes efter spädning med dest. vatteni förhållandet 1:1 vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvättades sedan med dest vatten i 1 min, med 431 592 4- metanol i 30 sek, med aceton i 30 sek och slutligen med dest vatten i en i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinkeln mättes igen på dessa modi erade ytor och fick vården på 71,0 i 1,70, 72,2 i 1,70 och 73,3 i 1,40 vid 2000 etsade filmer medan 70,5 i 1,50, 12,3 i 1,o0eeh rs i o,10v1d 7o°o enade filmer. Tydligen ger eteeing med den svagare dikromat koncentrationen t.o.m något lägre kontaktvinkel än med den stakare etsningslösningen enligt ex. 1.

EXEMPEL 3 Filmen behandlades först med dikromatlösning i svavelsyra ( 4,4 vikt% dikromat i 15,7 molar svavelsyra) i 30 sek, 1 min och 5 min vid 2000 och tvättades rena med dest. vatten. Dessa filmer behandlades sedan ytterli are med 70 %-ig salpetersyra vid 5000 i 15 min och tvâttades med dest. vatten. Kont tvinkleln mot vatten mättes sedan på de behandlade filmerna efter att dessa hade torkat i ugn vid 50 OC i tre timmar.

Keniektvinkieme blev sa i 1,80; 89,3 i 2.90 resp 79,3 i 3,40. De etsade filmefne behandlades vidare med en trifunktionell aziridin förening (N eocryl CX-100 ) som användes efter spädning med dest. vatten i förhållandet 1:1 vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvättades sedan med dest. vatten i 1 min, med metanol i 30 sek, aceton i 30 sek och slutligen med dest. vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan.

Kenzektvinkein mättes igen een fier värden på 69,8 i 2,90, 81,1 i 1,90 een 13,9 i 2,90. För att äter kontrollera stabiliteten hos de behandlade ytorna kokades den första av de ovannämnda filmerna i kokande vatteni 5 timmar och sedan mättes kentektvankeni ps series fiim. Kentekivinkein 71,5 i 3,10 erhölls. Av feeuiteiee framgår, att ytterligare etsning med salpetersyra jämfört med ex. 1 och 2 knappast ger någon förbättring.

EXEMPEL 4 Den enligt ex. 2 i 30 sek vid 2000 etsade och med NeoCryl CX-100 behandlade filmen efterbehandlades i 1 min med dest vatten, 1 min med metanol och 1 min med aceton vid rumstemperatur och kontaktvinkelu uppmättes till 66,8 _-|_-_ 2,89 Detta efterbehandlades ytterligare sedan med kokande dest. vatten i 2 timmar och kontaktvinkeln uppmättes till 56,6 i 0,90. Den längre efter behandlingen jämfört med ex. 2 gav tydligen lägre kontaktvinkel.

Jämfört med ex. 2 erhölls således ännu lägre kontaktvinkel, vilket sannolikt beror på effekten av ett tredje steg, dvs att oreagerade funktionella grupper från det trifunktionella aziridinet reagerat vidare med vatten.

EXEMPEL 5 Den enligt ex. 2 i 30 sek vid 2006 etsade och med NeoCryl CX-100 behandlade filmen efterbehandlades i 1 min med dest vatten och 1 min och 5 min med ättiksyra vid IS l' 461 592 ° rssp 81,2 i 0,70 erhölls. rumstemperatur vid pH = 3. Kontaktvinkel på. 80,8 i 1,5 Ättiksyra behandling gav definitivt ej förbättrat resultat.

EXEMPEL 6 Den enligt ex. 2 i 30 sek vid 200C etsade och med NeoCryl CX-100 behandlade filmen efterbehandlades i 1 min med dest. vatten och sedani 1 min resp 5 min med mjölksyra vid pH = 3 vid rumstemperatur och vid 5500. Följande resultat erhölls: 1 min: 0 75,5 i 2,40 vid rumstemperatur; 73,2 i 2,1 5 min: 68,5 i 1,6” vid RT; 71,1 i 1,7" vin 6600 vid ss°o Den lägre kontaktvinkeln jämfört med ex. 5 torde hänföra sig till närvaron av en hydroxylgrupp i mjölksyramolekylen.

EXEMPEL 7 Den enligt ex. 2 i 30 sek vid 2000 etsade och med NeoCryl CX-100 behandlade filmen efterbehandlades i 1 min med dest. vatten och sedan i 5 min med malonsyra vid pH = s vid RT rssp vid 5500. Ksrrrsksvirrirslvärdsrrs 63,9 i 0,90 rssp 10,8 i 2,30 srhöns.

Det förbättrade resultatet jämfört med ex. 5 beror sannolikt på. att malonsyra har två karboxylgrupper medan âttiksyra endast har en karboxylgrupp.

EXEMPEL 8 Den enligt ex. 2 i 30 sek vid 2000 etsade och med NeoCryl CX-100 behandlade filmen eíterbehandlades i 1 min med dest. vatten och sedan i 5 min med en natriumhydroxidlösning vid pH = 10 vid RT resp vid 550C. Kontaktvinkelvärden på 59,6 i 2,10 resp 63,4 i 0,8” srheus.

EXEMPEL 9 Eftersom vatten rea erar med aziridinringarna (CX-IOO) , användes 1:1 blandning av CX-IOO med vattenïri aceton för behandling av etsad polypropenfilm enl ex. 2 i 30 sek vid rumstemperatur. Den etsade filmen efterbehandlades sedan i 1 min med dest vatten, 1 min med metanol och 1 min med aceton vid rumstemperatur och kontaktvinkeln uppmâttes till 58,4 i 0,99 Frânvaron av vatten under behandlingen med aziridinföreningen enligt steg 2 synes vara att föredraga.

EXEMPEL 10 Istället för polypropenfilm etsades PP-garn först med kromsyra enl ex. 2 i 30 sek och behandlades sedan med 1:1 CX-100 lösning i vattenfri aceton vid rumstemperatur i 30 461 592 3' sek och efterbehandlades med metanol i l-ö min. Eftersom man inte kan använda kontaktvinkelmetoden för att bevisa ytmodifieringseffekten på arn användes en alternativ metod. Två garnprover av samma längd, det ena obe andlat och det andra ytbehandlat enligt ovan sänktes i en vattenskål och tiden när den första vattendroppen kom ur skälen togs som mått på. ytbehandlingseflfekten. Resultatet blev 4 minuter för behandlat garn mot 10,5 min för det icke behandlade garnet mätt under samma betingelser. Ytmodiñeringseffekten bekräftades även genom att mäta genomströmningshastigheten när garnet användes som en propp i en trattända.

Genomströmnin shastigheten var mycket l sammare för behandlat än obehandlat garn vilket ytter 'gare visar att vätningsförm an hos garnet har avsevärt förbättrats genom ytmodifieringen.

EXEMPEL 11 PP-film etsades först med kromsyralösning enl ex. 2 i 30 sek vid RT och behandlades serier med en kerbeaiimiafsremrg (UcAaLNK xL-zs SER) i so rek via rumstemperatur. Filmen efterbehandlades med metanol i 1 min och till sist med aceton i 1 min. Keiireirtviiiireir ps der meriifiererie filmen rppmaiier sin 14,4 i 1°.

EXEMPEL 12 Den enligt ex. 11 etsade och med karbodiimid behandlade PP-filmen efterbehandlades i 1 min med dest. vatten och 5 min med metanol och kontaktvinkeln upprnättes till 72,2 i 1,80. Eftersom UCARLNK XL-25 SE är monofunktionell fär man ingen ytterli are sänkning av kontaktvinkeln efter förlängd efterbehandlin . För att äter kontro era om man får en permanent ytmodifiering kokades det m 'fierade provet i 2 timmar i kokande aceton. Ett kontaktvinkelvärde på. 71,0 i 0,90 erhölls dvs oförändrat.

EXEMPEL 13 Polyetenfilm (PE) med en mycket hög kristallinitet (Lupolen 3741 BXR) tvättades först ren med aceton och sedan efter torkning uppmâttes kontaktvinkeln.

Kontaktvinkeln, 92,3 j; 1,20 erhölls. Den rentvättade filmen behandlades med dikromatlösning i svavelsyra ( 2,8 vikt% dikromat i 15,77 molar svavelsyra) i 30 sek, 1 min och 5 min vid 2006 resp 7000 och tvättades ren med dest. vatten. Kontaktvinkeln mot vatten mättes sedan på de behandlade filmerna efter dessa hade torkat i ugn vid soÛC i a rimmar. Kerrieiriviiikieriir. 80,4 i 2,00; 71,9 i 6.2" resp 82,1 i 0,9" vid 2000 een se: i 1,9°; 85,4 i 3,20; resp so,s i 1,2” vid 1o°o erhölls. De eieeae fiimeme behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridinförening (Neocryl CX-100 ) efter spädning med aceton i 1:1 förhållande vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvâttades sedan med dest vatteni 1 min, med metanol i 1 min, med acetoni 1 min och slutligen med dest vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinkeln mättes igen på dessa modifierade ytor och var 57,3 _-l_-_ 3,00, 63,4 i 1,00 och 61,1 i 5,10 f: 4) 0 461 592 vid 2000 oroade filrdor ooh 69,3 i 3,40, 74,2 i 2,10oo11 59,8 i s,40vid 7o°c oroade filmer.

EXEMPEL 14 - PE provet som behandlades med CX-100i 30 sek som i ex. 13 efterbehandlades med metanol i 1 min, kontaktvinkelnuppmâttes till 58,2 i 2,70. För att undersöka om behandlingen gav en permanent effekt kokades det modifierade provet med aceton i 3 rimmar ooh korrrokrvrrdroir vor oforsrdrdd dvs 57,2 i 0,10.

EXEMPEL 15 PE-filmen etsades enligt ex. 13 i 30 sek resp 1 min och behandlades sedan med en karbodiimid (UCARLNK XL-25 SE) i 30 sek vid RT och efterbehandlades sedan med dest vatten i 1 min, med metanol i 1 min och med aceton i 1 min vid RT och irorrroirzviokonr dppmstroo efter torkning du 67,1 i 1,10 ooh 10,2 i 2,10.

EXEMPEL 16 Polyesterplaster som tillverkas genom kondensationspolymerisation behöver ej ytoxideras enligt de metoder som har nämnts för steg 1 utan man kan erhålla OH- eller COOH-grupper genom att reglera OH/COOH-förhållande vid harts framställningen.

En provfilm av ett polyetylentereftalat (MylarR) rentvâttades och kontaktvinkeln uppmáttes till 71,2 i 2,20. Filmen behandlades sedan med en aziridinförening (CX-IOO) i 30 sek vid 200 resp 500C,och tvâttades sedan med metanol i l min, med aceton i 1 min och slutligen med dest. vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinkeln mättes igen och blev 56 i 1,70 och 57,7 i 10. Försöket visar att steg 2 enligt uppfinningen kan tillämpas direkt för att ytmodifiera sampolymerer där närvarande av OH-, COOH- och C=O-grupper på polymerytan kan åstadkommas genom känd sampolymerisationsteknik.

EXEMPEL 17 Polytetrafluoretylen (AlgoflonR) tvâttades först ren med aceton och efter torkning uppmâttes kontaktvinkeln till 120,9 i 9,80. Den rentvättade filmen behandlades med dikromatlösning i svavelsyra ( 2,8 vikt% dikromat i 15,77 molar svavelsyra) i 30 sek och 5 min vid 20 resp 7000 och tvättades sedan med dest. vatten. Kontaktvinkeln mot vatten mättes sedan på. de behandlade filmerna efter torkning i ugn vid 5000 i tre rimmar. Koorokwirrirlor 113,2 i 4,80 ooh 122,9 i 1,80 vid 2000 ooh 118,2 i 3,80 ooh 119,1 i 1,50 vid 7000 erhölls. De etsade filmproverna behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridinförening (Neocryl CX-100 ) som användes efter spâdning 461 592 M med aceton i 1:1 förhållande vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvâttades sedan med dest. vatten i 1 min, med metanol i 1 min, med aceton i 1 min och slutligen med dest. vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinkeln mättes igen på dessa modifiemae ytor tm 105,3 i 1,6” nen 114,3 i o,s° vid 2o°c medan 116,2 i 2,60 Och 116,5 i 1,1°vi11 7o°c. - “ ' EXEMPEL 18 Polystyrenmaterial (PS) behandlades också. enl uppfinningen. Eftersom PS är mycket känsligt för starka oxideringsmedel åstadkoms de önskade grupperna såsom -OH, -COOH eller C = O på. polymerytan genom fotooxídation under UV-ljus i 60-90 sek i närvaro av 13202. De bestrålade filmerna behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridinförening (Neocryl CX-100 ) efter spädning med aceton i 1:1 förhållande vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvättades sedan med dest. vatten i 1 min, med metanol i 1 min, med acetoni 1 min och slutli en med dest. vatten igen i 3 min och torkades sedan som ovan. Kontaktvinlreln på P filmerna mättes både före och efter ytmndifienng, och en tankning av kontnkwinkeln från 15,3 i 2,20 11116112 i 1,20 erhölls.

EXEMPEL 19 PP-filn; plasmabehandlades i en plasmareaktor (plasmaprep 100, Nanotech .

Fílmproverna placerades i reaktorn som sedan evakuerades till 1 torr. Efterat genomströmmades syrgas genom reaktorn med en hastighet av 20 ml/ min.

Film-proverna utsattes sedan för 100 W plasma i 1 min vid BOOC.

Efter plasmaetsningen uppmâttes kontaktvinklar mellan 910 och 670 på. olika filmprover, dvs en stor spridnig på kontaktvinkelvârdena erhölls. En del av de plasmaetsade filmerna behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridinförening (Neocryl CX-100 ) som användes efter spâdning med aceton i 1:1 förhållande vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvâttades sedan med dest. vatteni 1 min, med metanol i 1 min, med aceton i 1 min och slutligen med dest. vatten igen i 3 min och torkades som ovan. Kontaktvinkeln på PP-filmer, som efter plasmaetsningen hadei genomsnitt kontaktvinkeln 85,50 uppmåttes till 63,3 i 0,40, dvs kontaktvinkeln sänktes genom ytbehandlingen. För att kontrollera om ytbehandlingseffekterna var permanenta eller inte, mättes kontaktvinkelvârdena u p på de ytmodifierade filmerna efter några veckors lagring i luften. Kontaktvinkelvâr et på. enbart plasmaetsade filmer återgick till det ursprungliga värdet dvs ca 900, medan de filmer som var behandlade med aziridinförerting efter plasmaetsningen bibehöll ett kontaktvinkelvârde på omkring 600. Detta bekräftar åter -att ytbehandling enl uppfinningen áer en permanent effekt och att alternativa metoder för att åstadkomma -OH, -CO H och C=O grupper på polymerytani steg 1 kan användas.

EXEMPEL 20 Samma PP-film som i exempel 19 oxiderades med korona. I koronabehandlingen l) ” 461 592 utsattes filmen för joniserad luft som åstadkoms genom applicering av högspånning mellan två elektroder. Den använde koronaeflekten var 2,5 kW.

Efter koronabehandlíngen uppmâttes en genomsnittlig kontaktvinkeln av 83,1 i 1,20 för olika filmprover. I detta. fall erhölls inte någon spridning på kontaktvinkelvärdena.

En del av de koronabehandlade filmerna behandlades sedan ytterligare med en trifunktionell aziridinföreriing Neocryl CX-IOO ) enl steg 2 som användes efter spädning med acetoni 1:1 förh ande vid rumstemperatur i 30-40 sek och tvåttades sedan med dest. vatteni 1 min, med metanol i 1 min, med acetoni 1 min och slutligen med dest. vatten igen i 3 min och torkades som ovan. Kontaktvinkeln på PP-filmerna efter behandlingen uppmåttes till 64,1 i 0,40 dvs kontaktvinkeln sänktes genom ytbehandlingen. För att kontrollera om ytbehandlingseffekterna var permanenta eller inte, mättes kontaktvinkelvârdena på de ytmodifierade filmerna efter några veckors lagring i luften. Kontaktvinkelvârdet på enbart koronabehandlade filmer återgick till de: ursprungliga varar: avs rr sol), viner är irorrtrktvirrireivarrirt pa PP-fiirrr före koronabehandlingen, medan de filmer, som var behandlade med aziridinförening (CX-IDO) efter koronabehandlingen, bibehöll ett kontaktvinkelvårde på omkring 600.

Detta bekräftar åter att ytbehandling enl uppfinnin en ger en permanent effekt och att även alternativa metoder typ korona kan användas or att åstadkomma 0H-, COOH- och C=0-grupper på polymerytan.

EXEMPEL 21 En polyacetal ( DelrinR) behandlades med kromsyralösning i enlighet med exempel 2 i 30 seki steg 1 och sedan med azíridinförening (CX-100) i 30 sek vid RT i steg 2. De behandlade filmerna behandlades ytterligare med metanol i 1 min och med acetoni 1 min vid RT och sedan uppmättes kontaktvinkel efter torkning ovan. En kontaktvinkelsânkning på. ca 12-150 erhölls.

EXEMPEL 22 En akrylatpolymer framställdes genom lösningspolymerísation av metylmetakrylat, hydroxietylakrylat och akrylsyra i molförhållandet 0,90:0,07:0,03i närvaro av N,N'-bis-azo isobutyronitril) som initiator vid 600C. Denna sampolymer innehåller i sig OH- och OCH-grupper.

Den framställde akrylat polymeren reagerades direkt med en aziridinförening (CX-IDO) i 30 sek vid RT i enlighet med steg 2. De behandlade filmerna behandlades ytterligare med metanol i 1 min och med aceton i 1 min vid RT och sedan uppmåttes kontaktvinkeln efter torkning enl ovan. En kontaktvinkelsânkning av i genomsnitt 13,40erhölls.

Claims (1)

1. 461 592 1) 2) 3) 4) 5) lå PATENTKRAV Förfarande för att öka ytenergin och hydrofiliciteten på polymerytor varvid materia] av polymerer innefattande poly- olefiner, polystyren, fluoroplaster, polyestrar,'polyacetaler och polyakrylater kännetecknat av att polymermaterialet i ett första steg underkastas en oxidationsbehandling för att på polymerytan åstadkomma funktionella grupper, särskilt karboxyl-, hydroxyl- och karbonylgrupper medelst i sig kända metoder såsom etsning med oxiderande syralösningar, koronabehandling, plasma- och flambehandling, nämnda första steg även innefattande sådant val av polymerisationshetingelser vid polymerens till- verkning att nämnda funktionella grupper redan ingår i polymer- kedjorna och att den så erhållna polymerytan i ett andra steg bringas i vätskekontakt med en organisk förening vald bland mono- eller flerfunktionella aziridiner samt karbodiimider. .Förfarande enligt krav 1, för ytmodifiering av ett polyolefin- material, k ä n n e t e c k n a t av att polyolefinmaterialet i nämnda första steg etsas med en oxiderande syralösning. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att poly- mermaterialet i nämnda andra steg behandlas med en hetrocyklisk förening innehållande flera aziridinringar. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a r av att det med en flerfunktionell aziridinförening behandlade polyolefin- materialet efterbehandlas med föreningar innehållande nukleofila grupper vilka reagerar med aziridinringar genonxöppning av de- samma, såsom alkoholer, vatten, aminer karbonsyror och hydroxi- karbonsyror. Förfarande enligt kravl, k ä n n e t e c k n a t.av att.polymer- materialet i nämnda andra steg behandlas med en karbodiimid. \l..