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
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。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。
·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
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[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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