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            技術文章

            PET表面改性方法及評價

            技術文章

            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、機械強度優良、電絕緣性能好等諸多特點,因而被廣泛用于包裝業、電子電器、醫療衛生、建筑、汽車、服裝、環境等領域。即使如此,PET由于自身親水性差和表面能較低的原因,嚴重限制了它的應用范圍。因此,對PET進行改性,開發可加工性能好的柔性聚酯,拓寬聚酯的應用領域。

            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出微孔穴結構提高材料吸濕能力;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角質酶水解PET纖維中的酯鍵產生親水基團,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溶劑,是一種性能優異的親水改性劑。)為清水改造劑,以TBHP(叔丁基過氧化氫)為引發劑,對PET薄膜表面晶型化學接枝改性。

            ·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℃、轉速450r/min條件下引發反應,引發反應時間為2h;

            (2)將引發完成的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樣條放入配方設計的溶液中進行接枝改性,在溫度為80℃、轉速600r/min的條件下反應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,下面是三組實驗組和對照組的試劑配方和測量的接觸角值結果。

            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改性劑配方設計

            微信截圖_20230630181242.png

            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


            實驗結果可以看出,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由于PET分子鏈段親水性基團的缺乏,表面親水性差,在醫療、服裝等領域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優化。不論使用哪種方法去進行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗表面性能的利器。

            ·總結

            由于PET分子鏈段親水性基團的缺乏,表面親水性差,在醫療、服裝等領域都受到了一定的限制,這種限制可以通過PET表面親水改性去優化。不論使用哪種方法去進行表面親水改性,最后都要測量其接觸角去驗證。所以,PET表面親水改性的過程中,接觸角測量儀是檢驗表面性能的利器。


            參考文獻

            [1]  劉海蛟.聚對苯二甲酸乙二酯的制備及其應用研究進展[J].合成樹脂及塑料

            [2]  丁蕊蕊,潘均安,陽范文,蘇昊櫞,陳志琪,卓志寧,丁華暢,鄭皙月,周馨怡,馮泳婷.PET薄膜的親水改性研究[J].表面技術

            [3]  王新,王進美,周婭楠.滌綸表面親水改性研究進展[J].合成纖維

            [4]王暉,顧幗華.固體的表面能及其親水/疏水性[J].化學通報

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