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接枝聚合对聚合物的表面改性与性能表征

作　者: 巴换粉
导　师: 施来顺
学　校: 山东大学
专　业: 化学工艺
关键词: 紫外光辐照等离子体表面改性接枝聚合尼龙无纺布聚对苯二甲酸乙二醇酯丙烯腈丙烯酰胺
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文主要研究了紫外光引发以及低温等离子体引发两种接枝聚合方法对聚合物的表面改性与性能表征。首先研究了紫外光引发接枝聚合对聚合物的表面改性。以二苯甲酮(BP)为光引发剂,在尼龙(NL)无纺布表面接枝丙烯腈(AN)或丙烯酰胺(AM)单体。利用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)分析证明单体已接枝到尼龙无纺布样品表面。详细研究了接枝反应条件对接枝率的影响规律。接枝率随光照时间的延长而增大；随着单体浓度的增大,接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随着引发剂浓度的增加,呈现出先增大后减小的趋势。研究了接枝率对溶胀度、染色性能的影响,发现溶胀度和碱性染料上染率都随着接枝率的增加而增加,说明接枝后尼龙无纺布的亲水性和可染性都得到提高。提高了接枝后尼龙无纺布对Cu2+的分离性能。利用热重分析(TGA)对接枝样品的热稳定性能进行了表征,发现接枝后尼龙无纺布的热稳定性降低；接枝样品的残炭量高于未接枝样品的残炭量,并且实验残炭量高于理论残炭量,说明接枝层在受热过程中不仅自身参与成炭,而且还促进了基体聚合物的成炭,这与点燃时间的延长相互一致,表明通过紫外光引发接枝聚合的方法可以提高尼龙无纺布的阻燃性。以二苯甲酮(BP)为光引发剂,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布表面接枝丙烯酰胺(AM)单体。利用ATR-FTIR分析证明单体已接枝到PET无纺布样品表面。详细研究了接枝反应条件对接枝率的影响规律。接枝率随光照时间的延长而增大；随着单体浓度的增大,接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随着引发剂浓度的增加而增大。研究了接枝率对溶胀度、染色性能的影响,发现溶胀度和碱性染料上染率都随着接枝率的增加而增加,说明接枝后PET无纺布的亲水性和可染性都得到提高。提高了接枝后PET无纺布对Cu2+的分离性能。研究了接枝样品点燃时间的变化情况,发现点燃时间随着接枝率的增加而延长,说明通过紫外光引发接枝聚合的方法也可以提高PET无纺布的阻燃性。其次研究了等离子体引发接枝丙烯腈对PET薄膜的表面改性。接枝反应温度、反应时间、单体浓度和溶剂对接枝率有很大影响。反应温度愈高,接枝率愈大,当反应温度达到溶液的沸点时,接枝率急剧增大；随着单体浓度的增大,接枝率几乎呈现出线性增长的趋势；接枝率随反应时间的延长而增大。溶剂对接枝反应有较大的影响,当选用(甲醇+水)作为混合溶剂时,接枝率随着水与醇的体积比的增加而增加。当选用(乙醇+水)或(异丙醇+水)作为混合溶剂时,水与醇的体积比为零(即溶剂为纯乙醇或异丙醇)时接枝率最大,当溶剂中有水时,接枝率下降。利用ATR-FTIR. SEM分析证明了丙烯腈单体已接枝聚合到PET薄膜样品表面。

全文目录

中文摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-20
  1.1 紫外光引发接枝聚合对聚合物的表面改性  11-14
  1.2 等离子体引发接枝聚合对聚合物的表面改性  14-18
  1.3 当前存在的问题  18-19
  1.4 本论文的主要研究内容及创新点  19-20
第二章实验部分  20-23
  2.1 紫外光引发无纺布接枝丙烯腈或丙烯酰胺的研究  20-21
  2.2 等离子体引发PET接枝丙烯腈的研究  21-23
第三章紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯腈的研究  23-35
  3.1 紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯腈的接枝反应机理  23-24
  3.2 紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯腈反应条件的影响  24-27
  3.3 接枝样品的性能表征  27-35
第四章紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯酰胺的研究  35-46
  4.1 紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯酰胺的接枝反应机理  35-36
  4.2 紫外光引发尼龙无纺布接枝丙烯酰胺反应条件的影响  36-38
  4.3 接枝样品的性能表征  38-46
第五章紫外光引发PET无纺布接枝丙烯酰胺的研究  46-54
  5.1 紫外光引发PET无纺布接枝丙烯酰胺的接枝反应机理  46-47
  5.2 紫外光引发PET无纺布接枝丙烯酰胺反应条件的影响  47-49
  5.3 接枝样品的性能表征  49-54
第六章等离子体引发PET接枝丙烯腈的研究  54-61
  6.1 等离子体引发PET接枝丙烯腈的接枝反应机理  54-55
  6.2 等离子体引发PET接枝丙烯腈反应条件的影响  55-58
  6.3 接枝样品的性能表征  58-61
第七章结论  61-63
参考文献  63-69
致谢  69
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  69-70
学位论文评阅及答辩情况表  70

接枝聚合对聚合物的表面改性与性能表征

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