收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

紫外光辐照法在聚合物表面引入小分子官能团的研究

徐菁  
【摘要】: 有机聚合物材料具有成本低,易加工,重量轻的优点,但由于聚合物表面能低,难印刷,难染色和难粘结,局限了它的应用。为了克服这一缺陷,对聚合物表面改性尤为重要。众多改性方法中,目前报道最多的是表面接枝聚合法,而在对聚合物表面进行表面官能团化研究中,特别是发展具有普适、清洁高效、成本低廉的新反应体系仍然是一极大的挑战。 本文则系统探索,发展了一整套利用紫外光激发下的丙酮分子能与聚合物表面氢发生光还原反应特点,在聚合物表面引入各种极性官能团的方法体系。这些新反应和方法对丰富高分子材料改性化学,开发新的,具有工业意义的聚合物材料表面改性新技术具有重要意义。论文的主要创新性成果如下: 1、研究了通过紫外光辐照,在聚合物表面制备单分子层羧基的方法。激发态的丙酮分子先从有机聚合物的表面夺取C-H键的氢,生成表面自由基;然后过氧化丁二酸裂解产生的带羧基的自由基与该表面自由基偶合形成单分子层的羧基。通过水接触角(CA)、紫外吸收光谱(UV)、X-射线光电子能谱(XPS)、荧光显微镜和酸碱滴定等试验,证明了聚合物基材表面羧基的存在。通过讨论反应参数对结果的影响,得到了最佳反应条件为:光照强度8500μW/cm2,光照时间15min,丙酮/水=3/7为溶剂,BOS浓度为1%。通过紫外光谱法和酸碱滴定法计算了引入表面羧基层的浓度范围为0.12-0.87×10-7mmol/mm2,通过模型拟合,说明了羧基层有且仅为单层。该方法为在聚合物表面引入单分子官能层提供一种参考方向。 2、利用UV辐照,以BPO作为苯基源,在丙酮参与下,使聚烯烃膜表面苯基化;然后通过苯环对位取代反应,使表面官能化。用磺化反应的概念证明了该方法的可行性。以浓硫酸为磺化试剂,磺化苯基化后聚烯烃膜,通过水接触角(CA)、紫外吸收光谱(UV)、X-射线光电子能谱(XPS)、荧光显微镜和染色试验等,证明在聚合物基材表面引入了磺酸根。研究了影响苯基化反应的主要参数,得到了最佳的光照实验条件:BPO的乙醚/丙酮溶液浓度为15%,注射体积为18μl(4.5×4.5cm2的膜),光强为9500μW/cm2,光照时间为18min。最佳磺化条件为:在40℃的60%浓硫酸中反应2h,以CPP的改性效果最好。此方法为在聚烯烃表面上引入亲电型基团提供了一种研究思路。 3、提出了利用UV辐照,以苯酚衍生物结构为官能团提供源,在丙酮参与的情况下,官能化聚合物表面的方法。通过水接触角(CA)、紫外吸收光谱(UV)、X-射线光电子能谱(XPS)、荧光显微镜和染色试验等,证明在聚合物基材表面引入如下官能基团:磺酸基、氨基、巯基、氨基酸和偶氮苯基。通过一系列特征实验,证明了磺酸基团、氨基和巯基的存在,例如磺酸改性膜可以催化正硅酸乙酯的水解交联制备有机/无机复合材料;磺酸根改性膜可以吸附带正电荷的蛋白质,实现有机表面上蛋白质图案化;氨基和巯基可吸附金纳米颗粒,在聚合物表面引入导电层。通过模型拟合,证明官能团引入厚度属于单层膜厚度范围内。最后,通过置于不同环境下的改性膜的荧光显微照片,讨论了改性膜在对于溶剂和温度的稳定性。该方法具有普适性,具有良好的工业应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 潘慧铭;;含氟聚合物表面可湿性的硏究[J];粘接;1981年04期
2 潘慧铭;;(一)界面的粘附作用(Ⅱ)[J];中国胶粘剂;1987年04期
3 吴宏;萧聪明;;反相色谱法在聚合物研究中的应用[J];福建分析测试;2001年04期
4 高松华;周克省;闻立时;;聚合物低温等离子体表面双疏改性的研究现状[J];高分子材料科学与工程;2010年01期
5 姜福昌;;氟碳化合物涂料的进展[J];化工新型材料;1991年04期
6 邹其超;唐琴琼;武利民;;反气相色谱法表征聚合物表面性质的方法比较[J];分析化学;2007年10期
7 张梅;张爱清;朱宝库;徐又一;;梯度聚合物表面制备研究进展[J];高分子材料科学与工程;2008年05期
8 朱文苑;曾金芳;王斌;;电晕方法在聚合物表面处理中的应用进展[J];化工新型材料;2008年07期
9 苏建国;;浅析溶液法生产MMA/ST共聚物的影响因素[J];内蒙古石油化工;2011年06期
10 周晓奇,张开;静态二次离子质谱在聚合物表面研究中的应用[J];高分子材料科学与工程;1986年02期
11 薛奇;用付里叶变换红外光谱技术研究聚合物表面结构[J];高分子材料科学与工程;1988年02期
12 金永龙;张宇;顾宁;;聚合物表面自组装电极的制备[J];高等学校化学学报;2008年09期
13 唐康泰;张自成;;极性聚合物聚丙烯酰胺的溶解Ⅰ[J];油田化学;1988年04期
14 陈明华;黄艳;沈健;丁龙福;黄元富;;接触角法研究聚合物表面的酸碱性质[J];南京大学学报(自然科学版);1992年01期
15 秦总根;涂伟萍;;聚合物乳胶成膜过程的研究及其表征[J];涂料工业;2005年12期
16 谢海江;;塑料的阻燃[J];化学建材;1987年02期
17 杨业智,莫少波,何翔;X射线光电子能谱研究低温氧等离子体对棉纤维表面改性[J];分析测试学报;1991年06期
18 邱清华,贾德民;聚合物表面/界面表征技术进展[J];高分子材料科学与工程;1998年05期
19 曾红,李建宇,王锡臣;聚合物表面紫外光接枝改性的研究[J];现代化工;1999年08期
20 王晓宾;叶鹏;王新平;;端基功能化聚合物的表面性能[J];高分子通报;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王齐华;;聚合物表面性能研究[A];先进润滑抗磨材料研讨会论文集(PPT版)[C];2007年
2 曲丽;辛忠;;双功能苯并恶嗪聚合物的表面及热性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 刘洋;李昱鹏;雷明凯;;射频等离子体引发接枝聚合GMA改性聚合物粘接性能研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
4 尹健;杨扬;鲁从华;;皱纹膜诱导下的聚合物的表面微图案化[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 田修波;杨士勤;黄麟;韦春贝;;PVC聚合物表面等离子体增强接枝抗菌处理[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
6 任嗣利;杨生荣;赵亚溥;;聚合物表面上C_(60)纳米薄膜的制备及摩擦学性能研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
7 薛忠民;邬友英;张佐光;;聚合物的燃烧机理及其复合材料阻燃途径[A];第十一届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1995年
8 杨万泰;杨鹏;;新型有机材料表面光化学反应探索及用途[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
9 吴瑜光;张通和;周固;王雪梅;;金属离子注入聚合物表面特性研究[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——2000(8)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第8届学术研讨会论文集[C];2000年
10 杨欢;郭天瑛;;含糖聚合物表面亲水修饰疏水基质蛋白质印迹聚合物[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐菁;紫外光辐照法在聚合物表面引入小分子官能团的研究[D];北京化工大学;2010年
2 贾新雁;光化学制备聚合物刷的研究[D];上海交通大学;2010年
3 孙屹博;面向聚合物微流控器件的超声波精密联接技术研究[D];大连理工大学;2011年
4 牟斌;聚合物微/纳米囊的制备及其在药物控制释放中的应用[D];兰州大学;2011年
5 曲丽;纳米压印用聚苯并噁嗪类抗粘材料的制备及其表面性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 周文婷;温度-pH敏聚合物脂质体的合成、结构、性质及相行为[D];华东理工大学;2011年
7 许星明;聚合物发泡与挤出胀大过程数值模拟及实验研究[D];山东大学;2009年
8 车玉菊;耐温抗盐型丙烯酰胺共聚物的合成及性质研究[D];山东大学;2010年
9 徐艳莲;水辅助自组装制备漆酚基聚合物多孔膜[D];福建师范大学;2009年
10 徐小飞;复杂构态聚合物流体热力学特性的密度泛函理论研究[D];北京化工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田冬;羟基磷灰石基聚合物刷的合成与研究[D];山东轻工业学院;2010年
2 凌元清;亲和温敏聚合物的制备及其在亲和沉淀中的应用[D];东华大学;2012年
3 杜方凯;新型半刚性双重响应聚合物的设计合成、表征与性能研究[D];湘潭大学;2010年
4 孟祥麟;糖基化聚合物刷模型表面的构建及其对凝集素吸附的研究[D];浙江大学;2012年
5 史永利;药物载体聚合物的制备、表征[D];河北科技大学;2010年
6 帅博旺;新型丙烯酸酯聚合物的合成及其在棉织物上的应用研究[D];东华大学;2012年
7 李少英;聚合物表面微调控诱导蛋白质区域选择性吸附[D];武汉理工大学;2012年
8 周宝才;可降解石油开采暂堵剂开发研究[D];东北大学;2009年
9 檀承志;掺铒有机聚合物光波导放大器研究[D];吉林大学;2006年
10 何立刚;超支化星形两亲性SPLA-b-PMPC聚合物的合成及其纳米微粒的制备与表征[D];天津大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;应用合成聚合物表面施胶剂提高纸板抗水性的生产实践[N];中国包装报;2005年
2 ;透湿性测试相对湿度差与透湿量的关系(下)[N];中国包装报;2006年
3 ;美国推出抗海藻添加剂[N];今日信息报;2003年
4 本报首席记者 陆慕寒;汉麻新技术引起欧洲关注[N];中国纺织报;2010年
5 任诗旻;凹版油墨印刷质量控制技术(五)[N];中国包装报;2007年
6 郭辑;利用碳纳米管研制出新超强黏合材料[N];广东建设报;2007年
7 李建国;既解决食品问题也解决包装问题[N];中国包装报;2006年
8 记者 王雄伟;丙酮市场稳中走高局部货紧[N];中国化工报;2010年
9 张平 孟彦苹;宁静致远 淡泊人生[N];科技日报;2004年
10 孟晶;化工新材料:为自行车运动添精彩[N];中国化工报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978