表面改性之光接枝聚合综述

1.1表面改性概论[1,2]聚合物的性能不仅仅与内部结构有关，有时也受材料表面性能的极大影响，聚合物本身存在着大量的表面和界面问题，表面的粘接、腐蚀、染色、吸附、耐老化、耐磨、润滑、表面硬度、表面硬度、表面电阻及由表面引起的对力学性能的影响等。

聚合物表面存在弱边界层（WBL层），其表面能低、化学惰性、表面污染等影响表面吸附、印刷、以及其他应用。

聚合物的表面改性的方法有化学改性和物理改性两种，而按照改性过程体系的存在形态又分为干式处理和湿式处理。

干式处理可分为：聚合物混炼、表面粗化、离子注入、电离活化线处理、臭氧处理、火焰、蒸镀、放电处理。

其中，放电处理细分为：电晕处理、辉光放电处理、等离子体聚合、低温等离子处理。

湿式处理分为：化学药品处理、引发处理、聚合物涂覆、电极沉积、催化接枝。

由于我的研究方向偏向光引发聚，所以此篇综述围绕光接枝聚合改性展开。

1.2光接枝改性紫外光因为较低的工业成本以及选择性使得紫外光接枝受到重视，选择性是指众多聚烯烃材料不吸收长波紫外光（300-400nm）,因此在引发剂引发反应时不会影响本体性能。

光接枝改性相对于传统表面改性方法有两大突出优点：（1）紫外光比高能辐射对材料的穿透力差，故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或者亚表面进行，不会损坏材料的本体性能。

（2）紫外辐射的光源及其设备成本低，反应程度容易控制，容易实现连续化工业生产。

1.3表面光接枝的化学原理这里首先介绍光聚合的基本原理[3]。

光聚合法又称光引发聚合，是指在光照条件下，光引发剂或者光敏剂吸收光能产生活性中心（如自由基、阴离子和阳离子等），进而引发单体聚合的一项高分子合成技术。

同时，光聚合是一种环境友好的绿色聚合技术，它具有聚合能耗低、聚合速度快、生产效率高、聚合反应温度低、反应设备简单、环境污染小等优点，已经引起广大科研工作者极大的兴趣。

众所周知，光波同时具有波和粒子的双重性质，即所谓的波粒二象性（wave-particle duality）。

聚合物表面改性方法综述聚合物表面改性方法综述摘要：由于聚合物表面化学能低、化学惰性等因素，其使用时需要进行表面改性。

本文综述了聚合物表面改性的方法（化学处理、低温等离子处理、表面接枝处理、电晕放电处理、光化学改性和离子注入改性），并对其改性机理及应用研究进展进行了说明。

关键词：聚合物，表面，改性方法高聚物表面因表面能低、化学惰性、表面污染及存在弱边界层等原因，往往难以润湿和粘合。

因此，常常要对高聚物进行表面处理。

表面处理的目的就是改变表面化学组成，增加表面能，改善结晶形态和表面的几何性质，清除杂质或脆弱的边界层等，以提高聚合物表面的润湿性和粘结性等。

高聚物的表面改性方法有多种，如电晕、火焰、化学改性、等离子改性、辐照、光化学改性等。

这些方法一般只引起10nm～100μm 厚的表面层的物理或化学变化，对整体性质影响较小。

高聚物表面处理后的表面层化学、物理结构发生了变化，但是由于表面层很薄，对表面层变化的表征往往比较困难，表面物理性能一般通过接触角和表面能的测试进行表征，表面的形貌可用电镜进行观察，表面化学组成可由ESCA(光电子能谱)表征。

表面处理的效果往往由材料使用的性能直接评估，例如粘接强度的提高，印刷性能的改进，染色性的改善等等。

目前，聚合物改性方法主要有：化学处理、低温等离子处理、表面接枝、电晕放电处理和热处理等方法。

本文综述了上述聚合物表面方法的研究进展。

1.化学处理化学处理是用化学试剂浸洗高聚物, 使其表面发生化学的和物理的变化。

其研究进展如下：1.1溶液氧化法溶液氧化法是一种应用时间较长的处理方法，由于其简便易行，以处理形状复杂的部件，且条件易于控制，一直受到广泛关注。

溶液氧化法对聚合物表面改性影响较大的因素主要是化学氧化剂的种类及配方、处理时间、处理温度。

常用的氧化体系有:氯酸-硫酸系、高锰酸-硫酸系、无水铬酸-四氯乙烷系、铬酸-醋酸系、重铬酸-硫酸系及硫代硫酸铵-硝酸银系等，其中以后两种体系最为常用。

XPS （X-ray photoelectron spectroscopy）
通过用X射线辐照样 品，激发样品表面除 H、He以外所有元素
中至少一个内能级的
光电子发射，并对产 生的光电子能量进行
分析，以研究样品表
面的元素和含量。
Ek为光电子动能；hν为激发光能量；
EB为固体中电子结合能；Φ为逸出功
电晕放电处理方式
1. 在薄膜的生产线上进行，即通常所说的热膜处理。 优点：处理效果好； 限制性：适用于处理完就使用的场合，比如马上用于印刷、涂布或复合； 2. 在薄膜的再加工线上进行，及通常所说的冷膜处理。 限制性：处理效果与薄膜存放时间有关。处理完后就应用。
3. 进行两次处理。
既在生产线上处理，又在再加工线上处理，为了保证使用前的表面质量
以等离子体存在的星系和星云
人造等离子体示例
地球上，等离子体的自然现象：如闪电、极光等； 人造等离子体，如霓虹灯、电弧等。
PbPb N Ca Na Cl
Pb
500
400
300
200
100
0
Binding Energy (eV)
XPS analysis showed that the red pigment used on the mummy wrapping was Pb3O4 rather than Fe2O3
Analysis of Carbon Fiber- Polymer Composite Material by XPS
C/O比与电流强度的关系与上述表面张力和剥离力类似，可见 LDPE表
面张力的增大和剥离力的提高与表面含氧量的增加有密切的关系。
7.2 火焰处理和热处理
● 火焰处理是用可燃性气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬间高

血液 的不 相 容性 是 其使 用 中存在 的最 大问 题 ， 解 决这个 问题对 医疗卫生 事业 的发展 有着重 要 的意义 。国 内外 早 已开 展了大量 有关 高分 子材 料 的表 面 光 接枝 改性 及 其 机 理 的研 究 ］但 ，
涉 及 医用 Ｐ ＶＣ材 科 的 较 少 文 也 选 择 了 具 有 本
作 者 茼介 ； 云Ｊｌｌ７ 一 ）男 ， 士 生． 辫 Ｉ ９６ ， 博 ‘
维普资讯
第 ３期
解 云川 等 ： 医用 聚氯 乙烯 材 辩 的 表 面 光接 柱 改 性
Ａ —— １ ４ ｍ一处 峰 的吸光 度 。 ６ｃ ４
即接枝 速 率 较快 而 副反 应最 小 ， 以出现 较高 所
成本低 、 反应 区域 易控制 、 高聚物材 料本 体性 对 能影 响小 的光接 枝 法 对 医用 Ｐ Ｃ材 料 表 面进 Ｖ 行改性 。探讨 了光 照时 间 、 应 温度 、 引发剂 反 光 浓度 单体浓 度对 表 面光接枝 效果 的影 响 。 并用 正交法 指 出 了影 响 因素的显 著性 。 采用 Ｆ Ｉ Ｔ—Ｒ、 水接触 角表 征结 果 ， 接枝 效果 明显 其
（ ） ∞
ｃｆＰ （ ／ ） Ｂ １ｍ Ｌ
ｍ １
Ｆｉ ．２ Ｅｆ ￣ ｔｏ ｒ ｄｉｔｏｎ ｔｍ ｅ ¨ Ｏ ｌ ａｆ ｏ ｙ ｅ ｉａ ｇ ｆ ｆｉ ａ ａ ｉ ｉ ‘ ｒ ｉ ｇｒ ｔｐ ｌ ｍ ｒ ｚ ｔｏ ｉｎ Ｆｉ ．４ Ｅ ｆｅ ｔｏ ｎ ｔａ ｏ ｏ ｅ ｌ ｒ ［ｏ “ ｇ ａ ｌ ｏ ｙ １ ｌ ｆ ｃ ｆ ｉ ｉｉ ｔ ｒ ｃ ｎ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ０ ｔ ｒ ｆ ｐ ｌ
．
医用 聚 氯 乙烯材 料 的表 面 光 接 枝 改性

聚合物的表面改性综述姓名：班级：高分子学号：学院：材料科学与工程摘要：本文综述了聚合物表面改性的目的、意义和多种方法，主要包括有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理法和新兴的原子力显微探针震荡法，并结合具体聚合物材料有重点的详细介绍了改性方法及其改性机理。

并综述了聚合物表面改性效果的表征方法。

关键词：聚合物；表面改性；目的和意义；方法；表征方法一、聚合物的表面改性的目的和意义聚合物材料具有优良的综合性能，广泛应用于生产、生活的各个领域。

在实际应用中，聚合物材料与周围环境的相互作用主要发生在其表面，如印刷、吸附、粘结、摩擦、涂装、染色、电镀、防雾、防腐蚀、耐老化、表面电导、表面硬度等许多应用场合，都要求聚合物材料有适当的表面性能。

因此，聚合物材料不仅应具有良好的内在性能，也应具有良好的表面性能。

然而，几乎没有哪种聚合物能同时具有良好的本体性能和表面性能。

大多数聚合物的表面能较低，存在表面惰性和疏水性、对水不浸润、对胶粘剂或涂料的粘附强度低、或染色性差等不足之处，其应用范围也因此受到限制。

要改善其表面性能，往往须做聚合物表面改性。

聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用，但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差，限制了聚合物材料的进一步应用。

为了改善这些表面性质，需要对聚合物的表面进行改性。

聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下，在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作，赋予材料表面某些全新的性质，如亲水性、抗刮伤性等。

二、聚合物的表面改性的方法聚合物的表面改性方法很多，本文综述了溶液处理方法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理方法和新兴的原子力显微探针震荡法。

下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。

1 溶液处理方法1.1 含氟聚合物PTFE或Teflon具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气的穿透性，所以在化学和电子工业上广泛地应用，但由于难粘结，所以应用上受到局限。

杨万泰　男,41岁,教授,博导。

1982毕业于清华大学化工系高分子化工专业,1985年3月在北京化工大学高分子系取得硕士学位后留校工作,1996年4月在瑞典皇家理工学院取得工学博士学位。

目前正在从事的研究方向:可控性表面接枝聚合的理论及应用,阴离子和自由基活性聚合,高分子材料的表面改性。

拥有3项发明专利,发表论文30多篇。

知识介绍表面光接枝原理、方法及应用前景杨万泰　尹梅贞　邓建元　杜久明(北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029) 提要　介绍了表面光接枝的原理、方法和应用前景。

表面光接枝主要是用芳酮引发有机材料产生表面自由基,从而引发单体聚合生成表面接枝链。

实施方法有气相法、液相法和连续液相法。

表面光接枝应用领域广泛,可用于聚合材料的表面改性以及表面功能化。

关键词　表面光接枝,有机材料,表面改性,表面功能化引言目前高分子材料已在材料领域发挥着重要的作用,进入80年代,由于高分子材料表面能太低,已不能满足人们的使用要求,故科学家们开始研究探索聚合物材料的表面改性。

表面改性是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋于其表面新的性能。

目前主要应用方法有表面涂覆法、用火焰、电晕放电、酸处理等手段的表面氧化法、表面活性剂法、等离子体法、高能辐射、紫外辐射以及其它方法引发的表面接枝聚合等。

在这些方法中,以紫外光引发的表面接枝聚合(表面光接枝)具有两个突出的特点:(1)紫外光比高能辐射对材料的穿透力差,故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或亚表面进行,不会损坏材料的本体性能;(2)紫外辐射的光源及设备成本低,易于连续化操作,故近年来发展较快,极具工业应用前景。

表面光接枝的研究始于1957年的O ster 等人(美国)的报道[1],近年来西欧等国的研究报道愈来愈多,其应用领域也已从最初的简单表面改性发展到表面高性能化、表面功能化、接枝成型方法等高新技术领域。

国内目前这方面的研究还很少,基本上属于空白。

笔者在瑞典B .R ā。

表面光接枝聚合及进展杨万泰(北京化工大学材料科学与工程学院,有机材料表面工程研究室,北京 100029）聚合物制品的表面改性和表面功能化目前已成为聚合物科学的热点之一。

在众多表面改性和功能化方法中，表面光接枝聚合以其具有的设备投资低，容易操作，反应仅限制在表面等优点而逐渐引起学者和工业界的重视，故最近几年这方面的报道越来越多。

笔者在1993年8月至1996年8月曾有幸作为该领域开拓人之一的B.Råndy教授学生，在瑞典从事了近三年的表面光接枝领域的研究。

回国后建立了一个有机材料表面工程研究室，不仅继续了这方面的基础研究，而且在将表面光接枝聚合变成一有效的表面处理技术方面做了大量的工作。

本报告将介绍这些研究工作和结果。

表面光接枝聚合是一二维表面受限非均相聚合反应体系，非常复杂。

但反过来看，这种复杂性却为我们提供了调控的可能性。

如接枝深度、接枝层厚度。

接枝层内部形态和表面形貌均可由多种反应参数进行控制。

表面交联，表面接枝交联，表面接枝固化，以及表面接枝IPN也由该体系而产生。

表面光接枝用的单体大多用的是丙烯酰胺、丙烯酸及衍生物，这些单体不仅成本高，大多数还有毒或刺激性气味，不适合于开放性的车间规模塑料或纤维制品的表面接枝处理。

为此，我们系统研究了成本低，环境基本友好的两种单体，马来酸酐（MAH）和醋酸乙烯（VAC）的表面光接枝性能，找到了有效的接枝方法；研究过程中还发现了MAH和苯乙烯的自引发现象，发明了熔融表面接枝方法；利用MAH与给电子单体形成的CTC，可以大大加速接枝反应速度，提高接枝效率。

由于这两种单体含有酐基和酯基，也为表面后功能化奠定了基础。

利用两步法，即首先用光化学反应在基材表面形成休眠基，尔后热聚合的方法，可以很方便地将一些毒性较大，对光较敏感地单体接枝在制品表面，其接枝量可以在较大范围内调控，这就为制备一些需要大量基团的功能材料奠定了基础。

通过沉淀接枝方法可以得到具有单分子链的接枝层，该方法适用于仅需超薄改性层的表面处理，同时利用这种方法可以观测到接枝链颗粒在表面增长的过程。

维普资讯
第１卷 期 ８ 第５
２０ ０ ２年 ９月
高 分 子材 料科 学 与工 程
ＰＯＬＹ Ｍ ＥＲ Ｍ Ａ ＴＥＲＩ ＩＳ ＳＣＩ Ａ ＥＮ ＣＥ Ａ ＮＤ ＥＮ ＧＩ ＮＥＥＲＩ Ｇ Ｎ
ｖ１ ８ 。５ 。 １ Ｎ． ．，
Ｓ ｐ ．２ ０ ｅｔ ０２
理 ［ 、 蚀 处 理 、 面 活 性 剂 处 理 Ｌ 、 氧 化 处 ２ 酸 ］ 表 ３ 臭 ］
体 排 氧后 （ 不 排 氧 ） 加 热 到 溶 剂 的 沸 点 使 溶 或 ， 液 蒸 发 ， 于 气 态 的光 敏 剂 分 子 在 紫 外 光 照 射 处
下 产 生 引 发 剂 自由基 ， 取 基ຫໍສະໝຸດ 体 表 面 的 氢 原 子 ， 夺
源 及 其 设 备 成 本 低 ， 于实 现 连 续 化 工 业 生 产 ， 易 具 有 工 业 应 用 前 景 ， 得 到人 们 普 遍 的关 注 。 故
法 的单体与 光敏 剂 以蒸气 态存在 ， 自屏 蔽 效 应 小 ， 面 单 体 浓 度 低 ， 聚 反 应 较少 。 表 均
２ 表 面 光 接 枝 的 影 响 因 素
目前 高 分 子 材 料 已在 材 料 领 域 发 挥 着 重 要 的 作 用 。然 而 ， 多数 高分 子 材 料 表 面 能 太 低 ， 大 呈惰性及憎水性 ， 能 满足一些特定使用要求 ， 不 所 以高 分 子 材 料 的 表 面 改 性 一 直是 研 究 探 索 的 热 点 之 一 。 表 面 改 性 是 指 在 不 改 变 材 料 及 其 制 品 本 体 性 能 的 前 提 下 ， 予 其 表 面 新 的性 能 。 赋 如 亲 水 性 、 静 电性 、 色 性 、 老 化 性 、 物 相 容 抗 染 耐 生 性 等 ［ 。 年 来 表 面 改 性 有 很 多 方 法 ， 火 焰 处 １ 近 ］ 如

atrp反应体系以烷基卤化物rx为引发剂低价态过渡金属卤化物常用cubr结合配体常用22联二吡啶形成的络合物为催化剂活性种和休眠种之间建立了可逆的原子转移平衡从而确保自由基浓度足够低以抑制自由基之间结合而发生终止因而实现了活性聚合
材料表面改性方法包括化学和物理方 法，通常化学方法较为繁琐，应用大量有 毒化学试剂，对环境造成污染，对人体也 有极大危害。物理方法具有工艺简单、操 作方便、对环境无污染等优点，日益受到 重视。
UHMWPE接枝丙烯酸的红外光谱图
XPS分析
a: PE，C的XPS峰
b: PE-AA，C的XPS峰
聚乙烯的C1s主要由两个峰组成，分别归属于C1和C2峰，其结合能分别为285ev 和289ev。结合图和表可以看出，未接枝聚乙烯表面有C2电子峰，但是含量很少， 可能是聚乙烯表面的杂质，可忽略，接枝聚乙烯表面碳原子的结合形式发生了变化 ，即C1含量降低，C2含量增加，C2/C1由0.068增加到0.297，增加了337％，说 明接枝聚乙烯表面碳元素产生了新的官能团。光敏剂二苯甲酮受紫外光引发，从 PE大分子链上夺取氢，产生大分子自由基，从而引发丙烯酸（AA）单体的接枝聚 合，因此，接枝链末端应有－COOH存在，而O=C-O的结合能为289ev，从而证明 了丙烯酸已经被成功接枝到聚乙烯表面。
通常辐射接枝的接枝率正比于吸收剂量，但超过某一剂量 范围时接枝率的增加趋于缓慢。
单体浓度过高会阻碍单体的接枝，。
反应温度对接枝共聚的影响是复杂的，多方面的，如反应 在高粘度介质中进行时常产生凝胶效应、能量转移与链转 移、侧链长度变化、单体扩散速度改变以及相分离等，对 辐射接枝来说提高反应温度通常对提高接枝率有利。
上述方法现已发展为可控自由基聚合(CRP)，又 称为活性自由基聚合。

Ｎ ｎ ＳＯ 表 面 引 入 活 性 基 团 之 后 ， 以 利 用 活 性 基 团 的 性 ａｏ— ｉ 可 质 ， 行 自由基 、 子 转 移 等 方 法 接 枝 聚 合 或 共 聚 。 进 原
１ Ｎａ ｏ— ｉ 微 粒 表 面 接 枝 聚 合 改 性 的 方 法 ｎ ＳＯ
Ｎ ｎ ＳＯ 微 粒 表 面 接 枝 聚 合 改 性 的 方 法 主 要 有 两 种 ： ａｏ— ｉ （ ）接 枝 于 （ ｒ ｔ ｇ ｆ ｍ ）法 ；（ １ Ｇ ａ ｉ ｒ ｆｎ ｏ ２）接 枝 到 （ ｒ ｔ ｇ Ｇａｉ ｆｎ
（ ．河南科技 大 学 高分 子科 学与 纳米技 术重 点 实验 室 ， １ 河南洛 阳 ４ １０ ； ．洛 阳理 工 学院 ， ７０３ ２ 河南洛 阳 ４ １２ ） ７ ０ ３
摘 要 ： 了纳米二 氧化硅 （ ａ ｏ ｉ 微粒表面接枝 聚合改性 的基本方法 ， 综述 Ｎ ｎ —ＳＯ ） 分析 了各种表 面接枝 聚合改性方
Ｎ ｎ —ＳＯ 表 面 改 性 方 法 很 多 ， 要 有 ： １ 外 膜 包 覆 改 ａｏ ｉ， 主 （）
面 ， 围单体发生 聚合 ， 与周 达到接枝 聚合改性 的 目的 。接枝 于
法 主要 有 ２种 方 法 ： １ 引 入 单 体 ；２ 引 入 引发 剂 。 （） （）
０ 引 言
无机纳米粒子复合聚合物材料可使聚合 物 的性 能等得到 显著改善 ， 因此 ， 聚合 物纳米复合技术得 到 了广 泛应用 。纳米 二氧化硅（ ａｏ ｉ 具有材料来源 易得 、 格低廉 、 Ｎ ｎ —ＳＯ ） 价 加工耗
能 低 、 环 境 污染 小 等 优 点 ， 以在 聚 合 物 填 充 、 性 中 应 用 对 所 改
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆ Ｓ ｆ ｃ ｒ ｆｉ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｕｒ ａ ｅ Ｇ ａ ｔｎｇ ｉ Ｐｏ ｙ ｅ ｉａｔｏ ｎ Ｓ ｌｃ ｎｏ ｒ ｉ ｌ ｌ ｍ ｒｚ ｉ ｎ ｏ ｉｉ ａ Ｎａ ｐａ ｔｃ ｅ

界面性能往往是最主要的研究课题之一。诸多 处理方法中，表面光接枝法是最简单且成本最 低的方法之一。短纤维填充橡胶的制品中改进 纤维与橡胶的粘接性也是表面光接枝法能达到 的目标之一。
PET、PE和PP都有纤维产品，目前只有PET已 用作布料，而PE、PP均因染色问题不能商业化，
如果能采用表面改性法解决此问题，则它们的 价格将比PET要便宜得多。
(2)液相法
把光敏剂、单体或其它助剂配在一起制 成溶液，直接将聚合物样品置于溶液中 进行光接枝聚合，也可先将光敏剂涂到 样品上，再放入溶液中。
6.4.2.2 填加或不加敏化剂
(1)不加敏化剂 先将聚合物表面氧化使生成一层过氧化物，
随后在不加敏化剂的情况下再利用紫外 光照射，利用过氧化物分解出的自由基 和单体加成聚合，将希望的单体接枝到 聚合物表面。 PPorPE+MTMP(光稳定剂)→提高膜的稳 定性
(3)食品包装膜
食品包装：印刷、粘接、热封； 对氧、水汽和香味的阻隔性
PE和PP对水汽的阻隔性优良，但对氧的阻隔性 差;
PET、NYLON对氧有较高的隔离性，但对水较 差;
PVDC对氧、水均具有良好的阻隔性，但成膜 性及单独成膜强度差，成本高;
PVQH(聚乙烯醇)是最好的隔氧性薄膜，但因 其溶解于水而难通过蒸煮消毒这一关。
6.4.3.1 薄膜的表 面改性
(1)工业包装膜
问题：PE、PP、PVC、PET→难印刷和难粘接。 印刷之前要进行电晕处理，有时还要涂以特种 底漆，然后使用昂贵的特种印刷油墨，因而成 本很高，且印刷质量也不好。 表面光接枝法：将强极性的亲水基团引入薄膜 的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键 相连，该新的表面具有持久性，从根本上改变 现有的塑料薄膜印刷技术。

聚合物表面改性聚合物表面改性根据方法可以分为以下几种：化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。

一、化学改性化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理，其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。

1.1化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性，例如聚乙烯这种材料的表面能很低，用氧化剂处理聚乙烯，使其表面粗糙并氧化生成极性基团，从而使其表面能增高；在室温下将聚乙烯在标准铬酸洗液中浸泡1-1.5h，66-71℃条件下浸泡1-5min，80-85℃处理几秒钟，也可以达到同样效果；通过臭氧氧化处理可有效地改善聚丙烯表面的亲水性，处理前的表面接触角为97°，臭氧氧化处理后，表面接触角将达到67°。

1.2化学浸蚀法是用溶剂清洗可除去聚烯烃表面的弱边界层，例如通过用脱脂棉蘸取有机溶剂，反复擦拭聚合物表面多次等1.3聚合物表面接枝，是通过在表面生长出一层新的有特殊性能的接枝聚合物层，从而达到显著的表面改性效果。

二、光化学改性光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。

2.1光照射反应是利用可见光或紫外光直接照射聚合物表面引起化学反应，如链裂解、交联和氧化等，从而提高了表面张力。

如用波长184nm的紫外线在大气中照射聚乙烯能使表面发生交联，粘接的搭接剪切强度提高到15.4Mpa。

2.2光接枝反应就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝反应，该技术尤其适用于聚合物的表面改性，这是因为紫外线能量低，条件温和，只是在聚合物表面引发接枝聚合反应，很难影响到聚合物本体。

例如对于一些含光敏基(如羰基)，特别是侧链含光敏基的聚合物，当紫外线光照射其表面时，会发生反应，产生表面自由基。

三、表面改性剂改性采用将聚合物表面改性剂与聚合物共混的方式是一种简单的改性办法，它只需要在成型加工前将改性剂混到聚合物中，加工成型后，改性剂分子迁移到聚合物材料的表面，从而达到改善聚合物表面性能的目的。

紫外光辐照论文：接枝聚合对聚合物的表面改性与性能表征【中文摘要】本论文主要研究了紫外光引发以及低温等离子体引发两种接枝聚合方法对聚合物的表面改性与性能表征。

首先研究了紫外光引发接枝聚合对聚合物的表面改性。

以二苯甲酮(BP)为光引发剂,在尼龙(NL)无纺布表面接枝丙烯腈(AN)或丙烯酰胺(AM)单体。

利用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)分析证明单体已接枝到尼龙无纺布样品表面。

详细研究了接枝反应条件对接枝率的影响规律。

接枝率随光照时间的延长而增大；随着单体浓度的增大,接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随着引发剂浓度的增加,呈现出先增大后减小的趋势。

研究了接枝率对溶胀度、染色性能的影响,发现溶胀度和碱性染料上染率都随着接枝率的增加而增加,说明接枝后尼龙无纺布的亲水性和可染性都得到提高。

提高了接枝后尼龙无纺布对Cu2+的分离性能。

利用热重分析(TGA)对接枝样品的热稳定性能进行了表征,发现接枝后尼龙无纺布的热稳定性降低；接枝样品的残炭量高于未接枝样品的残炭量,并且实验残炭量高于理论残炭量,说明接枝层在受热过程中不仅自身参与成炭,而且还促进了基体聚合物的成炭,这与点燃时间的延长相互一致,表明通过紫外光引发接枝聚合的方法可以提高尼龙无纺布的阻燃性。

以二苯甲酮(BP)为光引发剂,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布表面接枝丙烯酰胺(AM)单体。

利用ATR-FTIR分析证明单体已接枝到PET无纺布样品表面。

详细研究了接枝反应条件对接枝率的影响规律。

接枝率随光照时间的延长而增大；随着单体浓度的增大,接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随着引发剂浓度的增加而增大。

研究了接枝率对溶胀度、染色性能的影响,发现溶胀度和碱性染料上染率都随着接枝率的增加而增加,说明接枝后PET无纺布的亲水性和可染性都得到提高。

提高了接枝后PET无纺布对Cu2+的分离性能。

研究了接枝样品点燃时间的变化情况,发现点燃时间随着接枝率的增加而延长,说明通过紫外光引发接枝聚合的方法也可以提高PET无纺布的阻燃性。

二氧化硅的接枝共聚1.引言1.1 概述二氧化硅接枝共聚是一种重要的材料改性方法，通过将聚合物分子与二氧化硅表面进行化学键合，实现聚合物与二氧化硅的高效结合。

这种接枝共聚技术可以改善二氧化硅的性能，使其在各个领域的应用得到进一步拓展。

接枝共聚的原理是在二氧化硅表面引入功能化官能团，通过化学键合的方式将聚合物与官能团进行连接。

这样一来，聚合物的特性可以与二氧化硅的特性相互结合，形成一种具有特定功能的复合材料。

接枝共聚不仅可以增加材料的稳定性和耐用性，而且还可以提高材料的附着力和界面相容性。

在二氧化硅的接枝共聚方法中，常用的策略包括原位接枝、化学修饰和物理吸附等。

原位接枝是指通过表面反应将官能团引入二氧化硅颗粒表面，然后与聚合物分子进行化学键合。

化学修饰是指先将聚合物分子表面进行官能团修饰，再通过化学反应将其与二氧化硅表面进行连接。

物理吸附则是利用分子间吸附力将聚合物分子吸附在二氧化硅表面上。

通过二氧化硅的接枝共聚，可以使其性质得到显著改善。

例如，接枝共聚可以提高二氧化硅的抗氧化性能、耐磨性和耐候性，同时也可以增加其表面活性和分散性。

此外，接枝共聚还能够改善二氧化硅与聚合物基体之间的相容性，从而增强材料的力学性能和热稳定性。

未来的研究方向包括进一步探索接枝共聚的机制和方法，优化接枝共聚体系的配比和工艺条件，开发具有特定功能的二氧化硅复合材料。

此外，还可以探索接枝共聚技术在其他材料改性领域的应用，进一步拓展其在电子、医药、环境等领域的潜力。

总之，二氧化硅的接枝共聚是一种重要的材料改性方法，通过将聚合物与二氧化硅表面进行高效结合，可以显著改善二氧化硅的性能，为其在各个领域的应用提供新的可能性。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以写作如下：文章结构：本文分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要介绍了接枝共聚的概述，对文章的背景和研究对象进行了简要介绍，并阐述了文章的目的。

正文部分将详细探讨接枝共聚的定义和原理，以及二氧化硅的接枝共聚方法。

片常 见 的基 质 载 体 有 ＿ ： 酸 纤 维 素 膜 、 偏 氟 乙 ３硝 Ｊ 聚 烯膜 、 硅树脂 、 晶 片、 料 片 ［ 和玻 璃 片 ［ 硅 塑 ］ 。高 分
子 聚合物 因其具 有 质 轻 、 明 、 格低 廉 、 透 价 易加 工 等
优 良性 能 ， 已越 来 越 多 地 被 用 作 微 芯 片 的 首 选 基
（Ｓ ， Ｂ Ａ） 北京欣 经 科生物 技术 有 限公 司 ， 以上试 剂 均
为分 析纯 。去 离子 水， 自制 。 １ ２ 实验 方 法 ．
１ ２ １ 样 品预处 理及 实验装 置 ．．
将聚 丙烯 膜 裁 剪 成 直 径 约 为 ４ｒ 的 圆 片。 为 ｅ ａ
了除去膜 表面 的尘粒 以及 加工 工艺过 程 中填料在 其 内部 产生 的小分 子 ， 将 膜 放 入索 式 抽 提器 中抽 提 先 ３ ， 出冲洗 、 ６ 取 ｈ 干燥 。光 接 枝改 性 的 实验 装置 及 具
定。
本文 采用操 作简单 、 成本 低廉 、 易工 业化 的光接
收 稿 日期 ： ０ ８０ —２ ２ ０ —３０
基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 重 点 项 目 （０ ３ ０ ０ ５４ ３４ ）
表面 光接 枝实验 反 应液 中的 单体 浓 度 均 为 ８ ％ （ 量分 数 ） 采 用丙 酮 作 为溶 剂 。紫 外 光 照射 时 间 质 ， 分别 为 ： Ｈ 为 １ ０ｓＡ 为 ３ ， 为 ３ 。紫 ＭＡ ８ Ａ ， ０ＳＡＭ ０ Ｓ
引 言
蛋 白质芯 片可 以高效 地获取 生物 体 中蛋 白质信 息。因此 ， 白质芯 片 技 术 的研 究 已经 成 为近 年 来 蛋 的研 究 热 点 之 一【 。 制备 高 质 量 蛋 白 质 芯 片 中 的 １ ］

·8 ·
高 分 子 通 报
2007 年 2 月
表面活性( 可控) 接枝聚合研究进展 3
田 静 ,杨 谦 ,徐志康 3
(浙江大学材料化工学院高分子系 ,高分子科学研究所 ,杭州 310027)
摘要 :表面是材料与外界接触的窗口 ,材料的众多性质 ,如耐磨性 、耐腐蚀性 、生物相容性等均在很大程度 上取决于表面的构成 。可通过在材料表面接枝不同的聚合物链使之满足不同的需要 。表面引发的活性 (可控) 聚合可得到分布均匀 、厚度可控的接枝层 ,因而成为表面改性中的重要方法 。本文介绍了一系列表面引发的活 性 (可控) 聚合技术及其应用举例 ,对这一领域所取得的研究进展及现状作一综述 。 关键词 :表面 ; 活性 (可控) 聚合 ; 接枝
·10 ·
高 分 子 通 报
2007 年 2 月
可用于一系列 22唑啉单体的接枝聚合 ,以及 22乙基222唑啉与其它单体的接枝共聚合 ,得到具有两亲性的 嵌段共聚物 。同样 ,也可利用 112羟基十一烷212硫醇在金纳米颗粒表面自组装成单分子层引发 22唑啉类 单体聚合 。 112 表面引发的阴离子聚合
特丁基过氧化物 ,CuCl2Πbpy 二苯甲酮 , FeCl3ΠPPh3 ,四苯基21 ,22乙二醇
AIBN(偶氮二异丁腈) ,二硫代苯甲酯 偶氮化合物
γ2射线引发 ,二硫代苯甲酸枯酯
甲基丙烯酸甲酯
[ 19 ]
甲基丙烯酸羟乙酯
[ 20 ]
NIPAAm
[ 21 ]
NIPAAm
[ 22 ]
MMA 和 HEMA
ATRP 金
反向 ATRP
RAFT
聚丙烯膜 碳纳米管
硅 聚乙烯膜
硅 硅 聚丙烯膜
巯基十一醇 ,三乙胺 ,22溴丙酰溴 ,CuBr 和三 [22(二甲氨基)2乙基胺 ])

聚合物表界面改性方法概述摘要：聚合物由于表面能低、表面具有化学惰性、难以润湿和粘合、聚合物表面污染及存在弱边界层，所以要使用一定的方法金星表面改性，提高整体性能。

聚合物表面改性通常需要改变表面化学组成，引进带有反应性的功能团；清除杂质或弱边界层；改变界面的物理形态，提高表面能；改进聚合物表面的润湿性和黏结性；设计界面过渡层等。

关键词：聚合物；表面改性；研究进展，应用聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用，但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差，限制了聚合物材料的进一步应用。

为了改善这些表面性质，需要对聚合物的表面进行改性。

聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下，在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作，赋予材料表面某些全新的性质，如亲水性、抗刮伤性等。

聚合物的表面改性方法很多，本文综述了常见的改性及最新的研究进展。

下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。

这些方法一般只引起10-8〜10-4m厚表面层的物理或化学变化，不影响其整体性质。

一、电晕放电处理电晕放电是聚烯烃薄膜中最常用的表面处理方法。

因为聚烯烃，聚丙烯等烯烃是非极性是非极性材料，有高度结晶性，其表面的印刷、粘接、涂层非常困难。

原理：塑料薄膜在电极和感应辊之间通过。

当施加高压电时，局部发光放电，产生电子、正离子、负离子等高能离子。

电子的冲突电离作用使电子、离子增殖，产生的正离子、光子又发生二次电离而持续放电，结果在阳极和阴极之间产生电晕。

这些高能粒子与聚合物表面作用，使聚合物表面产生自由基和离子，在空气中氧的作用下，聚合物表面可形成各种极性基团，因而改善了聚合物的黏结性和润湿性。

二、火焰处理和热处理1.火焰处理①定义：用可燃性气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时高温燃烧，使其表面发生氧化反应而达到处理的目的②常用可燃气体：采用焦炉煤气或甲烷、丙烷、丁烷、天然气和一定比例的空气或氧气。

即焦炉煤气、甲烷、丙烷、丁烷、天然气。