论文部分内容阅读
本文以共聚聚丙烯(PP)为基材,通过微模塑—紫外光引发接枝聚合的方法,制备了具有低表面能含氟物质覆盖的微米-纳米粗糙结构的聚丙烯超疏水表面,表面静态水接触角达到170°。以304不锈钢为基材,经蚀刻液处理,在其表面构造微米级点蚀,以此不锈钢板为模板,通过微模塑的方法,制备了具有微乳突表面结构的PP薄片。采用金相显微镜对不锈钢表面形貌进行表征,扫描电子显微镜(SEM)对PP表面形貌进行表征,采用水接触角测试仪对PP表面的疏水性进行表征。研究了蚀刻液处理时间和温度对不锈钢表面形貌及微模塑后PP表面疏水性的影响,结果表明,通过延长不锈钢片在腐蚀液中的蚀刻时间、提高蚀刻的温度,在一定程度上可以增加不锈钢片表面的粗糙度,采用该法制备的PP表面静态水接触角达到135°。以紫外光引发液相接枝聚合的方法,将甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)接枝到光滑PP表面,接枝后的PP进行傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、表面元素分析(EDS)、水接触角(WCA)测量仪和差示扫描量热分析仪(DSC)等表征。系统地研究了蚀刻处理条件、引发剂浓度、单体浓度以及反应温度等反应条件对接枝PP疏水性的影响。研究表明,在一定范围内增加等离子刻蚀时间和功率、增加引发剂浓度和单体浓度、提高接枝反应温度、延长反应时间等均有利于提高接枝率,制备的接枝PP表面静态水接触角达到155°。最后,将以上两种方法结合起来,在微模塑法构建的PP片材的粗糙表面,利用紫外光引发含氟基团接枝,实现了PP表面的超疏水改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)分析及水接触角(WCA)测试。研究表明,微米-纳米级粗糙结构与含氟聚合物接枝的共同作用,大幅提升了PP表面的超疏水效果。