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等离子体引发接枝的原理与方法

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2023-01-11
等离子体引发聚合是一种新型聚合方式,反应发生的过程中不需要引发剂就可以进行聚合。在一定的温度下,材料表面通过等离子体对其进行一定时间的轰击,产生活性自由基,然后和单体进行聚合反应。
等离子体设备
通常情况下等离子体引发聚合可以分为两大类:
(1) 引发本体、溶液、乳液及悬浮聚合;
(2) 引发经过低温等离子体处理的材料表面和单体进行接枝聚合反应。

材料表面经过等离子体轰击、刻蚀,产生活性自由基,和单体发生聚合反应,在其表面能够形成一层密实的覆膜,而且具有优良的性能,缺点是两者之间具有较差的结合牢度。不过这种反应能使一般聚合方法不能聚合的饱和有机化合物发生聚合反应,成为其独有的特点。等离子体接枝反应在一定程度上弥补了前两类反应的不足,接枝的高分子是以共价键和基体表面结合的,这比聚合反应沉积于基体表面上要牢固得多。

等离子体引发接枝的原理

利用低温等离子体技术对聚合物材料进行轰击处理,使材料表面产生刻蚀,激发活性基团,这时会有相当数量的活性自由基生成,如果单体具有不饱和键,可以在基体表面和这些活性自由基发生接枝聚合反应,从而改变或者提高其原有的某些性能。因为有多种多样的且具有差别性质的不饱和键单体,要使基体表面获得各种不同性能的改变,可以通过接枝不同类别的单体。同化学接枝法、高能电子束辐照接枝法相比,等离子体接枝聚合只在材料表面或很浅的表层进行,因此不会对材料基体造成损害,材料原来具有的物理性能基本不会受到影响,也不会对环境造成危害,而且减少了资源的浪费。

等离子体引发接枝的方法

通常情况下,利用低温等离子体引发接枝聚合的方法有两个步骤,第一步:利用等离子体对待处理的材料表面进行轰击,表面有活性基团生成;第二步:基体和反应单体进行接触,基体表面的活性基团可以引发单体和其进行反应。低温等离子体引发接枝的聚合反应,通常有三种途径,气相法、脱气液相法、常压液相法。各自的特点如下所示。

低温等离子体引发接枝的具体方法

气相法:经等离子体处理的基体表面和处于气化状态的单体接触发生聚合反应。特点:这种方式单体处于气态,浓度低,与材料表面活性点接触机会少,因此接枝率低。

脱气液相法:经等离子体处理的基体表面和液态单体直接接触发生聚合反应,而不和空气接触。特点:这种方式一定程度上使接枝率有所增长,但在反应过程中会有均聚物生成,对改性造成不良影响。

常压液相法:等离子体处理过的基体表面上有大量的活性自由基团,置于空气中有过氧化物生成,然后迅速置于单体溶液中,过氧化物受热分解成活性自由基。特点:等离子体轰击照射与接枝聚合分两步进行,等离子体引发聚合的优势能很好的展现。

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