等離子體改性PTFE膜接枝丙烯酸研究

利用ar氣氛等離子體為引發(fā)手段對(duì)ptfe膜進(jìn)行表面處理,最終實(shí)現(xiàn)了在ptfe膜表面接枝丙烯酸。通過(guò)xps和atr-ftir對(duì)改性膜進(jìn)行表面分析,表明在ptfe膜的表面形成一層聚丙烯酸(paac)薄膜。實(shí)驗(yàn)證實(shí)ptfe-g-paac膜的表面親水性及表面穩(wěn)定性較好,克服了等離子體改性效果不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。本研究拓展了ptfe膜材料在其他各相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,具有較好的實(shí)用價(jià)值。

利用ar等離子體引發(fā)ptfe膜接枝丙烯酸(acrylicacid),然后進(jìn)行固定化脲酶,最終得到ptfe-g-paac-i-urease膜。采用xps和atr-ftir等分析手段對(duì)固定化酶膜表面進(jìn)行表征,結(jié)果表明在ptfe表面固定上了脲酶。固定化脲酶保持了與溶液脲酶相當(dāng)?shù)幕钚?最佳活性溫度為60℃,ph值為6.0左右,與溶液酶相比固定化脲酶的環(huán)境穩(wěn)定性有較大的提高。

通過(guò)atr衰減全反射的紅外光譜分析和對(duì)蒸餾水接觸角的測(cè)定表明,經(jīng)脈沖輝光放電等離子體的作用,ptfe薄膜表面的組分結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。主要表現(xiàn)為薄膜表面氧基團(tuán)的含量由無(wú)到有,并形成了c=c不飽和基團(tuán)。表面由完全非極性變成表現(xiàn)出部分極性,親水性大為增強(qiáng),可粘性也得到很大改善。

通過(guò)高能電子束預(yù)輻照接枝丙烯酸（aa）／對(duì)苯乙烯磺酸鈉（sss）對(duì)ptfe多孔膜進(jìn)行親水改性，并研究了單體濃度、輻照劑量等對(duì)接枝率，接枝反應(yīng)對(duì)多孔膜表面形貌膜和化學(xué)組成以及親水性的影響。研究結(jié)果表明接枝率隨混合單體中aa含量增加而增大，而且隨輻照劑量的提高而增大，ptfe多孔膜的接枝覆蓋層增加膜表面的親水基團(tuán)含量，同時(shí)對(duì)膜的親水改性效果能保持穩(wěn)定。

本文利用等離子體接枝技術(shù)在純鈦表面成功接枝生物分子殼聚糖,通過(guò)通過(guò)衰減全反射紅外光譜(atr-ftir)、接觸角(ca)、x射線光電子能譜(xps)分析表明,利用等離子體活化技術(shù)可以在純鈦基底上鍵合生物分子。

為了優(yōu)化等離子體改性工藝,對(duì)聚丙烯板進(jìn)行了常壓空氣等離子體處理。等離子體的產(chǎn)生采用了自制中頻電源和平行板電極結(jié)構(gòu)組成的介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)。處理前后聚丙烯表面的微觀結(jié)構(gòu)、表面粗糙度和潤(rùn)濕性通過(guò)場(chǎng)致發(fā)射掃描電鏡、原子力顯微鏡和接觸角分析儀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,等離子體處理后,聚丙烯板表面結(jié)構(gòu)變粗糙且粗糙度增加了近5倍;表面接觸角下降(或潤(rùn)濕性提高),并且等離子體劑量為1.5kj的試樣具有較好的潤(rùn)濕性和抗老化性能。

利用氧氣低溫等離子體,在真空度為20pa,處理功率為30w的條件下,對(duì)高密度聚乙烯(hdpe)薄膜進(jìn)行了表面改性。研究結(jié)果表明:在20~200s的處理時(shí)間內(nèi),單位面積的失重率隨處理時(shí)間的增加線性增大,表面粗糙度也隨著增加;處理后薄膜表面的接觸角顯著減小;接觸角越小,剝離強(qiáng)度就越大;處理后能在薄膜表面形成羥基、羰基和羧基等各種極性基團(tuán)。

采用等離子體引發(fā)聚四氟乙烯(ptfe)表面固定化脲酶,并利用固定化酶膜處理含尿素廢水。研究發(fā)現(xiàn),固定化酶處理900mg/l的尿素廢水,30℃以上的溫度下1h以內(nèi)尿素轉(zhuǎn)化率能保證在90%以上,并且固定化酶比活力不變。在固定化酶的穩(wěn)定性測(cè)試中,1個(gè)月內(nèi)固定化脲酶酶活保持不變。

用電子束引發(fā)預(yù)輻照接枝的方法,在高密度聚乙烯(highdensitypolyethylene,hdpe)薄膜上接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidylmethacrylate,gma),制備了含有高活性環(huán)氧基團(tuán)的聚合物膜。詳細(xì)研究了單體濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間以及吸收劑量等因素對(duì)接枝率的影響規(guī)律。應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜(ft–ir)、差示掃描量熱儀(dsc)、原子力顯微鏡(afm)研究了接枝物的組成、熱性能和表面形貌。ft–ir測(cè)試表明接枝物為hdpe–g–gma共聚物;接枝膜的熔融溫度tm以及修正后hdpe組分δhf(hdpe)均隨著接枝率的增大而降低,原因歸結(jié)于hdpe接枝后結(jié)晶度降低。hdpe–g–gma膜的afm圖像顯示其表面粗糙度增加,進(jìn)一步證明膜表面發(fā)生了接枝反應(yīng)。

丙烯酸接枝改性廢聚苯乙烯（ｐｓ）泡沫塑料，與石油瀝青共混，制得水乳型防水涂料，用作建筑物屋頂防水材料，介紹了該涂料的操作步驟，列舉了其性能指標(biāo)，討論了丙烯酸接枝改性ｐｓ和所用組分對(duì)涂料性能的影響。

丙烯酸接枝改性廢聚苯乙烯（ps）泡沫塑料，與石油瀝青共混，制得水乳型防水涂料，用作建筑物屋頂防水材料。介紹了該涂料的操作步驟，列舉了其性能指標(biāo)。討論了丙烯酸接技改性ps和所用組分對(duì)涂料性能的影響。

采用紫外光輻照接枝的方法,通過(guò)本體聚合,將甲基丙烯酸甲酯(mma)接枝至聚乙烯(pe)隔膜表面,以改善其對(duì)電解液的潤(rùn)濕性能。結(jié)果表明:通過(guò)紫外光輻照可實(shí)現(xiàn)有效的表面接枝,當(dāng)引發(fā)劑質(zhì)量濃度為0.10g/ml,光照時(shí)間為150s時(shí),表面接枝率達(dá)到49.15%,通過(guò)掃描電鏡、原子力顯微鏡等對(duì)膜表面形貌變化進(jìn)行了觀察,靜態(tài)接觸角測(cè)試表明,接枝改性后膜對(duì)電解液的接觸角從47.8°~48.1°降至18.1°~20.4°,潤(rùn)濕性能提高。

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下,利用預(yù)輻照接枝技術(shù)在高密度聚乙烯(hdpe)膜上接枝苯乙烯三甲基氯化銨(vbtac)單體,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(dmaema)單體作為接枝輔助單體來(lái)提高vbtac的接枝率,制備出陰離子交換膜,解決了在hdpe上難以直接接枝聚合vbtac的問(wèn)題。本文研究了接枝條件及接枝液的組分對(duì)接枝的影響,并用x射線顯微分析方法研究了vbtac的接枝進(jìn)程和接枝分布。

采用自由基聚合法合成了聚乙二醇雙丙烯酸酯(pegda)/甲基丙烯酸β-羥乙酯(hema)共聚物水凝膠,材料表面在非反應(yīng)性氣體氬氣氣氛下進(jìn)行等離子體表面處理,并在紫外光輻照條件下進(jìn)行丙烯酰胺接枝共聚。紅外譜圖證明pegda/hema共聚物水凝膠上接枝了酰胺基團(tuán),材料的親水性提高,等離子體表面處理后,材料表面形成含氧基團(tuán),氮原子含量增加。

報(bào)道了一種基于等離子體修飾的pvc膜脲酶生物傳感器。應(yīng)用微波等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù),在ph敏感pvc膜上修飾一層帶有氨基的乙二胺等離子體聚合物薄層,通過(guò)戊二醛共價(jià)交聯(lián)固定脲酶分子,制成脲酶?jìng)鞲衅?。這種乙二胺等離子體聚合物薄層對(duì)ph敏感膜的響應(yīng)特性影響小,且其表面氨基使得ph敏感膜更加易于與h+結(jié)合,檢測(cè)范圍向高ph方向偏移,響應(yīng)斜率為45.73mv/ph,比未修飾的ph敏感膜電極的響應(yīng)斜率42.81mv/ph有所提高。該脲酶?jìng)鞲衅鲗?duì)尿素顯示了良好的傳感性能,其響應(yīng)時(shí)間約為200s;在6.0×10-4~8.4×10-3mol/l范圍,脲酶?jìng)鞲衅鞯碾娢豁憫?yīng)值與尿素濃度的對(duì)數(shù)存在良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9978,檢測(cè)下限為5.0×10-5mol/l。

在混凝土中摻加聚丙烯纖維可改善其性能,通過(guò)用低溫等離子體對(duì)單絲聚丙烯纖維進(jìn)行表面改性處理,發(fā)現(xiàn)摻入這種改性的纖維可使混凝土抗壓值提高,效果與摻入網(wǎng)狀聚丙烯的混凝土相當(dāng),從而找到了加工優(yōu)良摻加纖維材料的又一種方法。

利用氧氣低溫等離子體,在工作壓力為20pa、功率為30w的條件下對(duì)hdpe薄膜進(jìn)行表面改性。采用接觸角、ft-ir-atr、afm、dsc等現(xiàn)代分析手段對(duì)改性結(jié)果進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明,單位面積的失重率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大;接觸角隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸減小的趨勢(shì);處理hdpe薄膜能在其表面形成各種極性基團(tuán),主要是羰基和羧基;處理后薄膜的熱性能(熔點(diǎn)和結(jié)晶度)發(fā)生一定改變。

在鋁酸鈉溶液中,利用微等離子體氧化技術(shù),在tc4鈦合金表面原位生長(zhǎng)復(fù)合氧化物陶瓷膜,研究了陶瓷膜的相組成、形貌和陶瓷膜對(duì)鈦合金耐酸腐蝕的影響.陶瓷膜由al2tio5,α-al2o3和金紅石型tio2構(gòu)成;整個(gè)膜層由致密層和疏松層組成.在鹽酸和硫酸中陶瓷膜使得鈦合金耐酸腐蝕特性提高了5倍左右.帶有陶瓷膜的鈦合金在硝酸中的腐蝕速率為膜層的溶解速率.

利用α-甲基丙烯酸在不同添加比例和不同處理時(shí)間條件下對(duì)聚丙烯進(jìn)行固相接枝,以改善木塑復(fù)合材的綜合性能。研究復(fù)合材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能發(fā)現(xiàn):當(dāng)α-甲基丙烯酸添加比例為8%和10%時(shí),隨著處理時(shí)間的增加,板材的吸水厚度膨脹率明顯改善,板材力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)呈增大趨勢(shì);當(dāng)α-甲基丙烯酸添加比例為12%時(shí),隨著處理時(shí)間的增加,板材力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)有減小趨勢(shì)。綜合對(duì)比得出:α-甲基丙烯酸處理聚丙烯的優(yōu)化工藝條件為:溫度85℃,α-甲基丙烯酸水溶液濃度12%,處理時(shí)間1.5h。

在異丙醇/水的混合溶液中,通過(guò)紫外輻照誘導(dǎo)接枝的方法將丙烯酸丁酯單體引入聚丙烯(pp)非織造布基體表面,對(duì)其表面進(jìn)行親油改性處理,對(duì)輻照時(shí)間、單體濃度、輻照距離等影響纖維接枝率的影響因素進(jìn)行了考察;利用衰減全反射紅外光譜(ft-ir)和掃描電子顯微鏡(sem)對(duì)接枝改性前后聚丙烯非織造布基體表面的化學(xué)組成和形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并以柴油為被吸附有機(jī)物考察了聚丙烯非織造布接枝前后的吸油性能.結(jié)果表明:改性聚丙烯非織造布的吸油倍率主要取決于非織造布的接枝率,當(dāng)改性聚丙烯非織造布的接枝率為11.42%時(shí),非織造布的吸油倍率達(dá)到最大值12.55g/g,是改性前聚丙烯非織造布吸油倍率的1.65倍.

我國(guó)首個(gè)等離子體危廢處理示范項(xiàng)目——10t／d等離子體危廢處理項(xiàng)目于2018年1月初在廣東清遠(yuǎn)通過(guò)竣工驗(yàn)收，正式進(jìn)入工程應(yīng)用階段。

分別用低密度聚乙烯(ldpe)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝低密度聚乙烯(gma-g-ldpe)對(duì)中海36-1基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性,研究了軟化點(diǎn)、低溫延度以及高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨著改性劑含量變化而變化的規(guī)律。通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)(dsr)和彎曲梁流變?cè)囼?yàn)(bbr)測(cè)試表明,gma-g-ldpe改性中海36-l基質(zhì)瀝青的高溫、低溫性能分別優(yōu)于ldpe改性中海36-l基質(zhì)瀝青。通過(guò)熒光光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),兩種改性瀝青的相態(tài)區(qū)別較大。兩種改性瀝青與基質(zhì)瀝青的ftir比較顯示,不同吸收峰有一定的變化,gma-g-ldpe改性中海36-l基質(zhì)瀝青的ftir驗(yàn)證了gma-g-ldpe中的環(huán)氧基團(tuán)與瀝青體系中官能基團(tuán)發(fā)生了反應(yīng)。研究推斷,gma-g-ldpe與中海36-l基質(zhì)瀝青之間形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了gma-g-ldpe改性中海36-1基質(zhì)瀝青的性能優(yōu)于ldpe改性中海36-l瀝青。