等離子體引發(fā)的RAFT接枝聚合改性聚丙烯膜材料表面.pdf

1、等離子體引發(fā)的接枝聚合是指利用非聚合性氣體對(duì)被改性聚合表面進(jìn)行等離子體處理，在膜表面引發(fā)產(chǎn)生等離子體活性種，隨后與烯類單體接觸進(jìn)行接枝聚合?？赡婕映蓴嗔焰溵D(zhuǎn)移RAFT。自由基聚合是一種活性自由基聚合，原理是通過具有高鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)的RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑的加入使自由基活性種進(jìn)入可逆的休眠狀態(tài)，減少了體系中不可逆鏈轉(zhuǎn)移的發(fā)生，達(dá)到活性聚合的目的。本文中，我們首先合成了RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑二硫代苯甲酸-2-腈基異丙酯2-Cyanoprop-2-yldit

2、hiobenzoate(CPDB)，用Ar等離子體處理聚丙烯膜材料，然后在不接觸空氣的情況下將聚丙烯膜材料浸入到加有鏈轉(zhuǎn)移劑的單體溶液中進(jìn)行接枝聚合，同時(shí)管路中Ar氣氛在等離子體處理過程中產(chǎn)生的等離子體活性種也引發(fā)接枝液中單體聚合，接枝聚合與溶液中的聚合同時(shí)受控于鏈轉(zhuǎn)移劑，利用溶液中生成的聚合物分子量來考察接枝鏈的長度。通過改變接枝液的鏈轉(zhuǎn)移劑濃度，接枝反應(yīng)時(shí)間來控制分子量，結(jié)合傅立葉紅外(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、凝膠

3、滲透色譜(GPC)、水接觸角(CA)和掃描電鏡(SEM)來考察分子量、分子量分布、接枝率、親水性、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)、形貌之間的變化規(guī)律。
　　 主要包括以下幾部分內(nèi)容：
　　 1.用有機(jī)合成的方法得到了RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑，確定格氏試劑與二硫化碳的最佳反應(yīng)溫度為-5℃，用硅膠柱層析對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了提純。用FT-IR、HNMR、元素分析等測試手段驗(yàn)證了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，利用鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行了RAFT聚合，初步驗(yàn)證了RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)自由基聚合的影

4、響。
　　 2.用Ar等離子體處理聚丙烯薄膜，在聚丙烯薄膜表面引入自由基，引發(fā)丙烯酸的RAFT接枝聚合，用溶液中生成的聚丙烯酸分子量來表征接枝鏈長，GPC、接枝量結(jié)果，驗(yàn)證了接枝鏈的增長與溶液中聚丙烯酸分子量的增長相一致，相同鏈轉(zhuǎn)移劑濃度下接枝量、分子量隨著聚合時(shí)間的延長而增加，并且隨著轉(zhuǎn)化率的上升數(shù)均分子量線性增加，分子量分布則不斷下降，轉(zhuǎn)化率增加到3.56％、分子量到達(dá)12000時(shí)，分子量分布指數(shù)已經(jīng)降到1.37。在聚合時(shí)間

5、一定的情況下，提高鏈轉(zhuǎn)移劑濃度，則分子量下降。分子量及分子量分布隨轉(zhuǎn)化率變化的規(guī)律證明了等離子體活性種也能進(jìn)行RAFT活性聚合。FT-IR、SEM、XPS研究也證實(shí)了聚丙烯薄膜表面接枝量隨時(shí)間延長而增長，薄膜水接觸角隨之下降。
　　 3.利用等離子體引發(fā)接枝聚合丙烯酸改性聚丙烯多孔膜，結(jié)合RAFT聚合方法來控制多孔膜上接枝鏈的長度來控制膜孔徑，結(jié)果相同鏈轉(zhuǎn)移劑濃度下接枝量、分子量隨著聚合時(shí)間的延長而增加，并且分子量與轉(zhuǎn)化率呈線性