等離子體聚合改性PP、PVDF表面的硫酸腐蝕行為.pdf

1、以馬來酸酐的等離子體聚合方法對聚丙烯薄膜和聚偏氟乙烯薄膜表面進行了親水改性，希望在膜表面引入極性基團，提高其親水性。利用等離子體聚合物具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的特性，提高聚丙烯薄膜和聚偏氟乙烯薄膜表面的耐腐蝕性。用接觸角、FT-IR、SEM等分析手段對等離子體處理后、硫酸腐蝕后聚合物改性膜的親水性能、化學結(jié)構(gòu)、表面形貌做了表征。分析了等離子體處理功率、腐蝕時間、硫酸溶液腐蝕條件對馬來酸酐等離子體改性薄膜的影響。
　　 通過馬來酸酐等離子體聚

2、合，在聚丙烯薄膜和聚偏氟乙烯薄膜表面生成了馬來酸酐聚合膜。水接觸角結(jié)果表明，聚馬來酸酐中的酸酐基團水解為親水的羧基基團后，改性聚丙烯薄膜的表面水接觸角達到43°～50°。由于高功率下等離子體的刻蝕作用增強，接觸角隨處理功率的提高呈上升趨勢。改性聚偏氟乙烯在等離子體處理后水接觸角達到40°～70°。接觸角隨功率提高而上升的趨勢與聚丙烯改性膜相同。而經(jīng)水解后聚偏氟乙烯改性膜的水接觸角更可降至40°～55°。FT-IR表明，增大等離子體處理功

3、率，馬來酸酐的酸酐結(jié)構(gòu)易于被破壞，形成羧酸結(jié)構(gòu)。結(jié)合聚合量的結(jié)構(gòu)，證明增大功率將增大刻蝕作用。SEM結(jié)果表明，馬來酸酐聚合物呈顆粒狀。隨著等離子體功率的增大，粒狀聚合物越來越多。功率繼續(xù)增大時形成層狀聚合物。通過精確稱重，等離子體聚合單位面積增加的質(zhì)量：聚合量在30W時達到最大，繼續(xù)增加功率將增加刻蝕作用，聚合量下降。
　　 經(jīng)過一定濃度、溫度下硫酸腐蝕，等離子體聚合膜的親水性有所提高。根據(jù)FT-IR分析，在高溫、硫酸介質(zhì)的長時

4、間腐蝕環(huán)境下，馬來酸酐的等離子體聚合物可通過磺化反應而引入親水的磺酸基團，腐蝕后聚丙烯改性薄膜的表面接觸角進一步降低至30°以下，獲得了更佳的表面親水性。聚偏氟乙烯改性薄膜表面水接觸角維持腐蝕前的40°～70°。FT-IR表明，隨著等離子體處理功率的提高，聚合膜的磺化反應減弱。這是因為高功率下高密度的交聯(lián)結(jié)構(gòu)更加耐腐蝕。SEM結(jié)果表明，經(jīng)過硫酸的浸泡，聚偏氟乙烯表面仍保留有馬來酸酐聚合物，表面形貌完好。經(jīng)過硫酸腐蝕，等離子體聚合膜在質(zhì)量

5、上有所減少。低功率下減重較多，高功率減重少。
　　 由于高處理功率下的馬來酸酐聚合物具有較高的交聯(lián)密度，耐硫酸腐蝕性優(yōu)于低功率的馬來酸酐聚合物。聚丙烯聚合膜在120W時仍發(fā)生磺化反應，不過高功率下磺化反應減弱，親水性由于羧基的引入以及磺化作用提高了很多。聚偏氟乙烯聚合膜由于聚偏氟乙烯分子鏈本身有氟原子的保護，以及等離子體處理產(chǎn)生的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得其耐腐蝕性優(yōu)于聚丙烯。等離子體功率大于50W即產(chǎn)生極佳的耐腐蝕性，體現(xiàn)在磺化反應消失，