天津工业大学的张晓林、马小光通过丙烯酸微波等离子体对涤纶的表面接枝改性来达到提高其染色性能的目的[10]。西南交通大学的潘长江等人利用等离子体表面接枝方法在涤纶表面接枝不同分子质量的聚乙二醇(PEG),使涤纶的抗凝血性能得到了显著改善[11]。
Shizuoka大学聚合物化学实验室的N. NAGAKI等人利用Ar等离子引发涤纶表面改性,通过XPS光谱发现其表面结构发生了变化,通过接触角测试,发现表面改性后亲水性显著改善[12]。在单纯等离子体处理对涤纶进行表面改性的研究中, 日本静冈大学的NORIHIRO INAGAKI等人[13214]也做了大量的工作来证实等离子体对于涤纶表面改性的显著作用。结果表明涤纶表面的N/C比例发生了很明显的变化,其接触角也发生显著变化。西北纺织工学院的陈杰瑢等人单纯利用氧等离子体对涤纶表面进行处理,表面张力评价的解析结果表明,氧等离子体处理后的涤纶表面自由能增大。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,涤纶表面被引入了大量含氧和含氮极性基团,最终使得涤纶的亲水性增强[15]。
近年来,人们已开始关注等离子体沉积成膜对涤纶进行表面改性的技术。西南交通大学的王进、潘长江等人采用乙炔等离子体浸没离子注入与沉积(PIII2D)技术,对医用涤纶缝合环材料进行表面改性,分析结果表明:在涤纶材料表面有效地沉积了一层类金刚石(DLC)薄膜。原子力显微镜(AFM)的图像分析进一步证明,表面平均粗糙度从58. 9nm降低到11. 2nm。细菌黏附实验结果证明,沉积了类金刚石薄膜的表面对金黄色葡萄球菌(SA)等5种细菌的黏附均有明显抑制作用[16]。中科院物理所的陈光良等人[17],以及北京印刷学院的张跃飞等人[18]分别以CH4 为碳源,Ar为稀释气体,用射频等离子体增强化学气相沉积法,在涤纶上沉积了阻隔性能优良的碳氢膜,镀碳氢膜涤纶的阻隔性能都有提高。目前,利用等离子体处理的技术较成熟,在美国已实现了工业化。而在我国,等离子体改性的研究也日益深入,但距离工业化还有一段距离。而涤纶等离子体表面改性的工业化是一种必然的趋势。
2 紫外光表面接枝
聚合物的表面光接枝,就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝聚合,反应遵循自由基聚合机理[4]。表面光接枝的研究始于1957年的Oster等人的报道。近年来,西欧各国的研究报道愈来愈多,其应用领域也已从最初的简单表面改性发展到表面高性能化、表面功能化、接枝成型方法等高新技术领域。但是,目前国内这方面的研究还很少。紫外光引发的表面接枝聚合(表面光接枝)具有2个突出的特点: (1)紫外光比高能辐射对材料的穿透力差,故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或亚表面进行,不会损坏材料的本体性能; (2)紫外辐射的光源及设备成本低,易于连续化操作,故近年来发展较快,极具工业应用前景[19]。南京化工大学高分子系的韦亚兵、钱翼清,南京理工大学的朱伟敏等人利用高压汞灯,采用不同的光敏剂,引发丙烯酰胺(AAM)在聚酯薄膜表面的气相接枝聚合,来达到对聚酯纤维表面改性的作用,其亲水性、染色性以及力学性能都有一定程度的改变[20221]。武汉科技学院纺织与材料学院的刘晓洪等人在二苯甲酮作为光敏剂的体系中,利用紫外光引发丙烯酸(AA)在涤纶表面的液相接枝的反应中,发现表面改性后的涤纶的吸水性得到了很明显的提高[22]。四川大学的刘建伟等人采取紫外共辐照方法和逐步偶合接枝方法,先在涤纶表面接枝聚乙二醇, 然后通过化学偶合方法在聚乙二醇末端接枝抗凝血药物肝素,很好地改善了材料的生物相容性[2]。随着人们对紫外光表面接枝研究的深入,实验方案在不断地改进。有文献报道,在微量NaIO4(约为10- 3mol/L)存在下,实验过程中可以不除氧进行反应[23]。由于紫外光表面接枝反应对于条件的要求比较高,特别是光敏剂的选择,以及反应的气氛等条件更为苛刻,为了更有效更方便地进行反应,对于不除氧以及不添加光敏剂的反应的研究,将成为今后紫外光表面改性研究的一个重点。
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