聚四氟乙烯微孔膜的改性进展

第26卷第1期周洋等：聚四氟乙烯微孔膜的改性进展‘67·了一层粗糙的处理层。表面元素分析表明，膜表面F元素含量显著降低；接触角和剪切强度测试表明，处理液浓度0．4moVL为最佳处理条件，膜的亲水性和粘结性能都得到了明显的改善。WangShifang等人捧1采用高锰酸钾和硝酸的混合溶液对PTFE微孔膜进行化学氧化处理，为了评估强氧化处理的效率，对接触角进行了测定。同时，也研究了处理的时间和温度对接触角的影响。结果表明，在1000C条件下处理3h之后，PTFE微孔膜的接触角从133±30降至30±40。使用ATR—FI'IR、XPS、ESEM、XRD对化学结构、表面组分、晶体结构进行表征，结果发现，在100℃的处理条件下处理3h，F／C的原子比率从未处理之前的1．65降至处理之后的0．10，同时在PTFE微孑L膜表面上引入了亲水基团，诸如羰基、羟基等。并且，P1H￡微孔膜的表面上吸附了亲水化合物K．珂MnO：·0．54H：O。因此，亲水官能团的引入和亲水化合物的吸附显著降低了PTFE微孔膜的接触角，从而改善了其亲水性和粘结性。Mohammed等_1在四卤化硅环境中处理PTFE微孑L膜，再进行水解，就可以得到含有硅酸的活性层膜表面，通过硅醇基浓度和水接触角的测定，表明附E膜表面已被活化，润湿性得到极大提高。2．2高能辐射接枝改性在聚合物的改性中，高能辐射改性是一种行之有效的方法。通过电离辐射如1射线照射聚合物，在聚合物表面产生活性点，引发单体的接枝共聚反应。这种方法是将聚四氟乙烯微孔膜置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯类等可聚合的单体中，以c060辐射使单体在微孔膜的表面进行聚合，从而使PTFE膜的表面形成一层易于粘结的接枝聚合物，粘结性能得到大大改善。韦亚兵等人【10J对紫外光接枝表面改性的PTFE膜进行了x射线光电子能谱的研究。结果表明，PTFE膜表面在预光照阶段发生C—F键的断裂，产生活性中心，在接枝反应阶段，胛FE表面的C—F键继续受紫外光照射而发生断裂，氟原子脱落，从而接枝上了丙烯酸单体。奚振宇等¨u用高能电子束预辐射法，将丙烯酸(AA)／对苯乙烯磺酸钠(SSS)用于PTFE微孔膜的亲水改性和接枝改性。研究结果表明，当辐射剂量为50kGy时，AA／SSS的接枝率为13．7％；红外光谱分析发现，接枝后的PTFE表面出现了羰基的特征吸收峰(1716cm。1处)和一so；一峰(1035、1008era。处)，说明AA和SSS已被成功接枝在PTFE微孔膜的表面；XPS分析发现，接枝后PTFE表面的F元素含量下降，O元素含量上升，与水的接触角下降至20。，说明亲水改性效果较好。ShukoSuzuki等[12】使用C060辐射的条件下，在甲醇、水、二氯甲烷的混合溶剂中(比例为2：2：1)进行接枝共聚，对聚四氟乙烯微孔膜进行改性，结果发现改性过的膨体膜的前进角为80。后退角为150，可见微孔膜由憎水性变为亲水性，粘结性也得到改善。2．3等离子处理改性利用等离子体的各种活性粒子如离子、电子、自由基、激发态原子与分子对材料表面进行处理¨3l，经过等离子体处理的高分子材料表面发生多种物理和化学变化，从而使材料的亲水性、粘结性、生物相容性等得到改善。同时等离子处理只作用于高分子材料表面(通常为几至几十纳米)，不影响基体的性能。使用Ar等非聚合性气体，产生的自由基能与空气中的氧或水发生反应形成过氧化物，可迸一步与功能单体如丙烯酸发生交联聚合，取得亲水性表面；而使用聚合性气体，自由基能在气相或膜表面相互撞击，结合形成薄膜聚合物。目前为止，用于PTFE表面改性的气体有Ar、02、N2、H：、H：O和NH3等。方志等¨41研究了空气中产生大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)对PTFE膜表面进行改性的效果，结果表明，APGD的处理效果要优于DBD，即APGD可以对PTFE表面进行均匀处理，在其表面引入更多的O元素，使其接触角下降至更低值。陈义龙等¨列则用脉冲等离子体处理PTFE膜。其主要表现为膜表面基团的含量由无到有，并形成了C=C不饱和基团。表面由完全非极性变成表现出部分极性，亲水性大为增强。刘红霞等L1刮利用氩等离子体放电区及后辉光区对聚四氟乙烯膜进行了改性。通过接触角测量、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析比较了改性前后常规及后辉光氩等离子体对门．FE膜表面结构及性能的影响。结果表明。氩等离子体放电功率、处理时间和气体流量强烈影响万方数据·68·材料开发与应用2011年2月着PTFE膜表面润湿性的改善效果，但无论这些处理条件如何变化，氩等离子体后辉光区都因避免了改性过程中伴随的高能带电粒子对材料表面的强烈刻蚀，而减少了对材料的损害，使改性效果大大优于常规氩等离子体(放电区)处理，有效实现了材料表面性能的优化。2．4等离子体接枝聚