天津工業(yè)大學(xué)的張曉林、馬小光通過丙烯酸微波等離子體對(duì)滌綸的表面接枝改性來達(dá)到提高其染色性能的目的[10]。西南交通大學(xué)的潘長(zhǎng)江等人利用等離子體表面接枝方法在滌綸表面接枝不同分子質(zhì)量的聚乙二醇(PEG),使滌綸的抗凝血性能得到了顯著改善[11]。
Shizuoka大學(xué)聚合物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的N. NAGAKI等人利用Ar等離子引發(fā)滌綸表面改性,通過XPS光譜發(fā)現(xiàn)其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,通過接觸角測(cè)試,發(fā)現(xiàn)表面改性后親水性顯著改善[12]。在單純等離子體處理對(duì)滌綸進(jìn)行表面改性的研究中, 日本靜岡大學(xué)的NORIHIRO INAGAKI等人[13214]也做了大量的工作來證實(shí)等離子體對(duì)于滌綸表面改性的顯著作用。結(jié)果表明滌綸表面的N/C比例發(fā)生了很明顯的變化,其接觸角也發(fā)生顯著變化。西北紡織工學(xué)院的陳杰瑢等人單純利用氧等離子體對(duì)滌綸表面進(jìn)行處理,表面張力評(píng)價(jià)的解析結(jié)果表明,氧等離子體處理后的滌綸表面自由能增大。X射線光電子能譜(XPS)分析表明,滌綸表面被引入了大量含氧和含氮極性基團(tuán),最終使得滌綸的親水性增強(qiáng)[15]。
近年來,人們已開始關(guān)注等離子體沉積成膜對(duì)滌綸進(jìn)行表面改性的技術(shù)。西南交通大學(xué)的王進(jìn)、潘長(zhǎng)江等人采用乙炔等離子體浸沒離子注入與沉積(PIII2D)技術(shù),對(duì)醫(yī)用滌綸縫合環(huán)材料進(jìn)行表面改性,分析結(jié)果表明:在滌綸材料表面有效地沉積了一層類金剛石(DLC)薄膜。原子力顯微鏡(AFM)的圖像分析進(jìn)一步證明,表面平均粗糙度從58. 9nm降低到11. 2nm。細(xì)菌黏附實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,沉積了類金剛石薄膜的表面對(duì)金黃色葡萄球菌(SA)等5種細(xì)菌的黏附均有明顯抑制作用[16]。中科院物理所的陳光良等人[17],以及北京印刷學(xué)院的張躍飛等人[18]分別以CH4 為碳源,Ar為稀釋氣體,用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法,在滌綸上沉積了阻隔性能優(yōu)良的碳?xì)淠?鍍碳?xì)淠炀]的阻隔性能都有提高。目前,利用等離子體處理的技術(shù)較成熟,在美國(guó)已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。而在我國(guó),等離子體改性的研究也日益深入,但距離工業(yè)化還有一段距離。而滌綸等離子體表面改性的工業(yè)化是一種必然的趨勢(shì)。
2 紫外光表面接枝
聚合物的表面光接枝,就是利用紫外光引發(fā)單體在聚合物表面進(jìn)行的接枝聚合,反應(yīng)遵循自由基聚合機(jī)理[4]。表面光接枝的研究始于1957年的Oster等人的報(bào)道。近年來,西歐各國(guó)的研究報(bào)道愈來愈多,其應(yīng)用領(lǐng)域也已從最初的簡(jiǎn)單表面改性發(fā)展到表面高性能化、表面功能化、接枝成型方法等高新技術(shù)領(lǐng)域。但是,目前國(guó)內(nèi)這方面的研究還很少。紫外光引發(fā)的表面接枝聚合(表面光接枝)具有2個(gè)突出的特點(diǎn): (1)紫外光比高能輻射對(duì)材料的穿透力差,故接枝聚合可嚴(yán)格地限定在材料的表面或亞表面進(jìn)行,不會(huì)損壞材料的本體性能; (2)紫外輻射的光源及設(shè)備成本低,易于連續(xù)化操作,故近年來發(fā)展較快,極具工業(yè)應(yīng)用前景[19]。南京化工大學(xué)高分子系的韋亞兵、錢翼清,南京理工大學(xué)的朱偉敏等人利用高壓汞燈,采用不同的光敏劑,引發(fā)丙烯酰胺(AAM)在聚酯薄膜表面的氣相接枝聚合,來達(dá)到對(duì)聚酯纖維表面改性的作用,其親水性、染色性以及力學(xué)性能都有一定程度的改變[20221]。武漢科技學(xué)院紡織與材料學(xué)院的劉曉洪等人在二苯甲酮作為光敏劑的體系中,利用紫外光引發(fā)丙烯酸(AA)在滌綸表面的液相接枝的反應(yīng)中,發(fā)現(xiàn)表面改性后的滌綸的吸水性得到了很明顯的提高[22]。四川大學(xué)的劉建偉等人采取紫外共輻照方法和逐步偶合接枝方法,先在滌綸表面接枝聚乙二醇, 然后通過化學(xué)偶合方法在聚乙二醇末端接枝抗凝血藥物肝素,很好地改善了材料的生物相容性[2]。隨著人們對(duì)紫外光表面接枝研究的深入,實(shí)驗(yàn)方案在不斷地改進(jìn)。有文獻(xiàn)報(bào)道,在微量NaIO4(約為10- 3mol/L)存在下,實(shí)驗(yàn)過程中可以不除氧進(jìn)行反應(yīng)[23]。由于紫外光表面接枝反應(yīng)對(duì)于條件的要求比較高,特別是光敏劑的選擇,以及反應(yīng)的氣氛等條件更為苛刻,為了更有效更方便地進(jìn)行反應(yīng),對(duì)于不除氧以及不添加光敏劑的反應(yīng)的研究,將成為今后紫外光表面改性研究的一個(gè)重點(diǎn)。
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