天津工業大學的張曉林、馬小光通過丙烯酸微波等離子體對滌綸的表面接枝改性來達到提高其染色性能的目的[10]。西南交通大學的潘長江等人利用等離子體表面接枝方法在滌綸表面接枝不同分子質量的聚乙二醇(PEG),使滌綸的抗凝血性能得到了顯著改善[11]。
Shizuoka大學聚合物化學實驗室的N. NAGAKI等人利用Ar等離子引發滌綸表面改性,通過XPS光譜發現其表面結構發生了變化,通過接觸角測試,發現表面改性后親水性顯著改善[12]。在單純等離子體處理對滌綸進行表面改性的研究中, 日本靜岡大學的NORIHIRO INAGAKI等人[13214]也做了大量的工作來證實等離子體對于滌綸表面改性的顯著作用。結果表明滌綸表面的N/C比例發生了很明顯的變化,其接觸角也發生顯著變化。西北紡織工學院的陳杰瑢等人單純利用氧等離子體對滌綸表面進行處理,表面張力評價的解析結果表明,氧等離子體處理后的滌綸表面自由能增大。X射線光電子能譜(XPS)分析表明,滌綸表面被引入了大量含氧和含氮極性基團,最終使得滌綸的親水性增強[15]。
近年來,人們已開始關注等離子體沉積成膜對滌綸進行表面改性的技術。西南交通大學的王進、潘長江等人采用乙炔等離子體浸沒離子注入與沉積(PIII2D)技術,對醫用滌綸縫合環材料進行表面改性,分析結果表明:在滌綸材料表面有效地沉積了一層類金剛石(DLC)薄膜。原子力顯微鏡(AFM)的圖像分析進一步證明,表面平均粗糙度從58. 9nm降低到11. 2nm。細菌黏附實驗結果證明,沉積了類金剛石薄膜的表面對金黃色葡萄球菌(SA)等5種細菌的黏附均有明顯抑制作用[16]。中科院物理所的陳光良等人[17],以及北京印刷學院的張躍飛等人[18]分別以CH4 為碳源,Ar為稀釋氣體,用射頻等離子體增強化學氣相沉積法,在滌綸上沉積了阻隔性能優良的碳氫膜,鍍碳氫膜滌綸的阻隔性能都有提高。目前,利用等離子體處理的技術較成熟,在美國已實現了工業化。而在我國,等離子體改性的研究也日益深入,但距離工業化還有一段距離。而滌綸等離子體表面改性的工業化是一種必然的趨勢。
2 紫外光表面接枝
聚合物的表面光接枝,就是利用紫外光引發單體在聚合物表面進行的接枝聚合,反應遵循自由基聚合機理[4]。表面光接枝的研究始于1957年的Oster等人的報道。近年來,西歐各國的研究報道愈來愈多,其應用領域也已從最初的簡單表面改性發展到表面高性能化、表面功能化、接枝成型方法等高新技術領域。但是,目前國內這方面的研究還很少。紫外光引發的表面接枝聚合(表面光接枝)具有2個突出的特點: (1)紫外光比高能輻射對材料的穿透力差,故接枝聚合可嚴格地限定在材料的表面或亞表面進行,不會損壞材料的本體性能; (2)紫外輻射的光源及設備成本低,易于連續化操作,故近年來發展較快,極具工業應用前景[19]。南京化工大學高分子系的韋亞兵、錢翼清,南京理工大學的朱偉敏等人利用高壓汞燈,采用不同的光敏劑,引發丙烯酰胺(AAM)在聚酯薄膜表面的氣相接枝聚合,來達到對聚酯纖維表面改性的作用,其親水性、染色性以及力學性能都有一定程度的改變[20221]。武漢科技學院紡織與材料學院的劉曉洪等人在二苯甲酮作為光敏劑的體系中,利用紫外光引發丙烯酸(AA)在滌綸表面的液相接枝的反應中,發現表面改性后的滌綸的吸水性得到了很明顯的提高[22]。四川大學的劉建偉等人采取紫外共輻照方法和逐步偶合接枝方法,先在滌綸表面接枝聚乙二醇, 然后通過化學偶合方法在聚乙二醇末端接枝抗凝血藥物肝素,很好地改善了材料的生物相容性[2]。隨著人們對紫外光表面接枝研究的深入,實驗方案在不斷地改進。有文獻報道,在微量NaIO4(約為10- 3mol/L)存在下,實驗過程中可以不除氧進行反應[23]。由于紫外光表面接枝反應對于條件的要求比較高,特別是光敏劑的選擇,以及反應的氣氛等條件更為苛刻,為了更有效更方便地進行反應,對于不除氧以及不添加光敏劑的反應的研究,將成為今后紫外光表面改性研究的一個重點。
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