天天躁日日躁AAAAXXXX,9re久精品视频在线观看,国产免费午夜福利片在线,中文精品无码中文字幕无码专区

聚丙烯無紡布因?yàn)槠鋬?yōu)良的性能,在醫(yī)療衛(wèi)生材料、過濾材料、土工建筑材料、服裝用布材料、擦拭材料以及汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域被廣泛的推廣。其中,擁有良好過濾性能的聚丙烯無紡布作為微孔膜,逐漸成為過濾領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)。聚丙烯微孔膜在污水處理、氣體之間的分離、血液潔凈、膜蒸餾、電池隔膜等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

但是,由于聚丙烯分子結(jié)構(gòu)中都是疏水性基團(tuán),具有較高的結(jié)晶度,并且具有圓形的纖維截面,纖維結(jié)構(gòu)緊密,缺少微孔和縫隙,所以形成的聚丙烯紡粘無紡布表面潤(rùn)濕性和親水性能比較差。作為一次性衛(wèi)生保健材料,無法滿足對(duì)吸濕性的要求,對(duì)衛(wèi)生狀況造成不良影響。聚丙烯無紡布作為過濾膜,表面呈現(xiàn)為惰性和疏水性,造成在水過濾和生物分離過程中容易受到污染,使膜的分離能力降低并且還會(huì)使過濾系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用增加和膜的使用壽命降低,從而限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。因此,對(duì)聚丙烯無紡布進(jìn)行親水改性,解決其易污染問題,可以拓展其應(yīng)用范圍,在工業(yè)應(yīng)用中有著重大意義。

等離子體表面處理

等離子體是一種具有原子、電子和離子的穩(wěn)定態(tài)和激發(fā)態(tài)的氣體狀態(tài)物質(zhì)。在電場(chǎng)作用下,氣體電離產(chǎn)生各種激發(fā)態(tài)的電子、離子或者自由基等反應(yīng)活性高的粒子,這些粒子能夠刻蝕并活化聚合物表面,與表面分子進(jìn)行反應(yīng),形成親水性基團(tuán)。不同的放電氣體,在聚合物表面會(huì)產(chǎn)生不同的親水性基團(tuán),例如羧基、羥基、氨基和醛基等。

等離子體表面處理對(duì)聚丙烯無紡布表面親水性能的影響

圖1a為等離子體處理前和不同等離子處理時(shí)間處理后的聚丙烯無紡布的表面水接觸角變化。結(jié)果表明,未經(jīng)等離子處理的聚丙烯無紡布表面的水接觸角約為133.8°,表現(xiàn)出疏水性;經(jīng)過氧等離子體刻蝕處理5min后,水接觸角下降至60.3°左右;處理15min后,水滴可以直接浸潤(rùn)聚丙烯無紡布,表面呈現(xiàn)Wenzel模型的親水狀態(tài),固液直接接觸;處理30min后,水滴更快地浸潤(rùn)無紡布,相比于等離子處理15min的聚丙烯無紡布表面,等離子處理30min后的表面粗糙度更高,親水性更強(qiáng)。

圖1 等離子處理時(shí)間對(duì)聚丙烯無紡布親水性的影響

等離子體表面處理對(duì)聚丙烯無紡布表面化學(xué)成分的影響

為了進(jìn)一步驗(yàn)證等離子處理后無紡布的親水性能與表面官能團(tuán)相關(guān),采用顯微紅外光譜儀表征等離子處理前后的樣品表面化學(xué)成分變化,分別選取未處理和等離子處理30min后的聚丙烯無紡布作為研究對(duì)象,結(jié)果如圖2所示。碳原子有三種成鍵狀態(tài),其中,2850~2914cm^?1和2951cm^?1對(duì)應(yīng)于CH2和CH3的伸縮振動(dòng),位于1373~1453cm^?1的振動(dòng)峰對(duì)應(yīng)于以C-H形式存在的碳原子?？涛g30min后的無紡布表面FT-IR譜圖中出現(xiàn)了幾個(gè)新的吸收峰,包括3421cm^?1處的羥基峰、1710cm^?1處的羰基峰和1235~1091cm^?1處的醚鍵。這表明氧等離子體刻蝕處理后,聚丙烯無紡布表面成功引入了氧元素。

圖2 等離子處理前及處理30mi后的聚丙烯無紡布在4 000~500cm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的Micro-FTIR 圖譜

為了深入研究不同等離子處理時(shí)間對(duì)無紡布表面元素含量的影響,采用XPS對(duì)等離子處理前后的樣品表面進(jìn)行元素含量及化學(xué)鍵態(tài)變化的表征。并通過峰面積計(jì)算得到各元素及不同基團(tuán)的相對(duì)原子百分比含量,結(jié)果如表1所示。

圖3a為等離子處理前后聚丙烯無紡布表面的XPS全譜圖。結(jié)果表明,未經(jīng)處理的無紡布譜圖上可以看到明顯的C1s峰和微弱的O1s峰,這里的氧元素可能來自于空氣中的氧化反應(yīng)。經(jīng)過不同時(shí)間等離子體刻蝕處理后,C1s峰的相對(duì)強(qiáng)度出現(xiàn)不同程度的降低,其含量由91.58%降至85.96%,而O1s峰則明顯增強(qiáng),相對(duì)含量達(dá)到14.04%。表明隨著氧等離子體處理時(shí)間的增加,聚丙烯無紡布表面引入的氧元素含量逐漸增加,這也是改性無紡布呈現(xiàn)超親水性的原因。

圖3  等離子處理前后聚丙烯無紡布表面的XPS全譜圖

進(jìn)一步對(duì)C、O元素的XPS譜圖進(jìn)行分峰擬合,詳細(xì)分析等離子改性后表面的化學(xué)鍵狀態(tài)。圖3b為C元素的擬合結(jié)果,位于284.8eV處的峰與C-C鍵有關(guān),位于286eV處的峰與C-O-C鍵有關(guān),位于288.5eV處的峰與O-C=O鍵有關(guān)。等離子體處理后,聚丙烯無紡布表面C1s對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)種類增加。30min等離子處理后C-C基團(tuán)的相對(duì)原子含量最低,但仍占主導(dǎo)地位,證明改性處理并未改變基體結(jié)構(gòu)。圖3c為O元素的擬合結(jié)果,位于531.5~532eV處的峰與O2?有關(guān),位于533eV處的峰與OH?有關(guān)。結(jié)合C1s和O1s的譜圖可以發(fā)現(xiàn),隨著氧等離子體刻蝕時(shí)間的增加,更多的含氧官能團(tuán)被引入,C-C基團(tuán)的相對(duì)含量逐漸降低,C-O-C和O-C=O基團(tuán)的相對(duì)含量增加,OH?的相對(duì)含量增加,從而改善了無紡布的表面親水性能。

圖3 等離子處理前后的聚丙烯無紡布表面的XPS分析結(jié)果圖

聚丙烯無紡布的分子結(jié)構(gòu)中僅存在親水性較差的甲基基團(tuán)。經(jīng)氧等離子體刻蝕后,顯示碳原子成鍵狀態(tài)的峰高有了明顯變化,表面產(chǎn)生更多的官能團(tuán)和極性基團(tuán)。研究認(rèn)為,在等離子處理過程中,氧等離子體轟擊無紡布表面,使甲基鏈發(fā)生斷裂,產(chǎn)生自由基,進(jìn)而與氧離子反應(yīng)生成羥基、羧基等含氧官能團(tuán)。這一過程隨著等離子處理時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇,在表面親水化學(xué)成分與微納結(jié)構(gòu)的共同作用下,無紡布最終得到浸潤(rùn)。表1顯示了不同刻蝕時(shí)間下官能團(tuán)相對(duì)含量的定量變化,進(jìn)一步支持了這一觀點(diǎn)。

綜上所述,氧等離子體處理是提高聚丙烯無紡布親水性能的有效方法。氧等離子體處理在聚丙烯無紡布表面引入了羥基、羧基等親水性官能團(tuán),促使改性表面獲得極低的水接觸角。