一、PET概述
聚對苯二甲酸乙二醇酯,簡稱PET,屬于線型聚酯,也叫“滌綸"。PET是重要的工程塑料,具有耐蠕變、耐摩擦、抗疲勞、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良、電絕緣性能好等諸多特點(diǎn),因而被廣泛用于包裝業(yè)、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑、汽車、服裝、環(huán)境等領(lǐng)域。即使如此,PET由于自身親水性差和表面能較低的原因,嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用范圍。因此,對PET進(jìn)行改性,開發(fā)可加工性能好的柔性聚酯,拓寬聚酯的應(yīng)用領(lǐng)域。
二、PET表面改性方法——親水篇
PET表面親水改性方法有很多,比如王孟澤通過改變界面形狀建構(gòu)出微孔穴結(jié)構(gòu)提高材料吸濕能力;盧聲等人將親水性整理劑涂覆在PET表面以此提高材料的親水性;朱方劍利用改造后的T.fusca角質(zhì)酶水解PET纖維中的酯鍵產(chǎn)生親水基團(tuán),從而改善其親水性。下面將要介紹的方法是采用以PVP(一種叫聚乙烯吡咯烷酮的兩親性聚合物,既能溶于水,也能溶于大部分有機(jī)溶劑,是一種性能優(yōu)異的親水改性劑。)為清水改造劑,以TBHP(叔丁基過氧化氫)為引發(fā)劑,對PET薄膜表面晶型化學(xué)接枝改性。
·樣品制備步驟
(1)將PET薄膜樣條放入含有1%的TBHP溶液中,在溫度為40℃、轉(zhuǎn)速450r/min條件下引發(fā)反應(yīng),引發(fā)反應(yīng)時間為2h;
(2)將引發(fā)完成的PET薄膜樣條放入離心管,依次用無水乙醇,水超聲波清洗5min;
(3)從離心管中取出PET樣條放入配方設(shè)計(jì)的溶液中進(jìn)行接枝改性,在溫度為80℃、轉(zhuǎn)速600r/min的條件下反應(yīng)1h;
(4)將改性后的PET樣條分別用無水乙醇、去離子水超聲清洗,再放入50℃真空干燥箱烘干15min,在常溫條件下放置24h后進(jìn)行性能測試;
(5)采用接觸角測量儀測試親水性,至少在五個不同的位置分別滴4水滴于待測膜樣品上,讀取水滴在各位置測得的靜態(tài)接觸角,取平均值。
以不同改性劑處理為例:分別使用三種不同的改性劑,并且保證其濃度為5%,同時使用一組未加入改性劑的為對照組,下面是三組實(shí)驗(yàn)組和對照組的試劑配方和測量的接觸角值結(jié)果。
材料 | 1(%) | 2(%) | 3(%) | 4(%) |
去離子水 | 75 | 68 | 68 | 68 |
無水乙醇 | 25 | 25 | 25 | 25 |
TBHP | 0 | 2 | 2 | 2 |
PVP-K17 | 0 | 5 | 0 | 0 |
PVP-K30 | 0 | 0 | 5 | 0 |
PVP-K90 | 0 | 0 | 0 | 5 |
總和 | 100 | 100 | 100 | 100 |
不同PVP改性劑配方設(shè)計(jì)
不同改性劑處理的接觸角對比
不同改性劑處理的接觸角照片
實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,使用改性劑后明顯能夠增加PET薄膜表面的親水性,而使用不一樣的改性劑,效果也會有所不同??偨Y(jié)由于PET分子鏈段親水性基團(tuán)的缺乏,表面親水性差,在醫(yī)療、服裝等領(lǐng)域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優(yōu)化。不論使用哪種方法去進(jìn)行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗(yàn)證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗(yàn)表面性能的利器。
·總結(jié)
由于PET分子鏈段親水性基團(tuán)的缺乏,表面親水性差,在醫(yī)療、服裝等領(lǐng)域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優(yōu)化。不論使用哪種方法去進(jìn)行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗(yàn)證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗(yàn)表面性能的利器。
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