氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究.pdf

28 第37卷 ，第4期 安 徽 化 工 Vo1．37．No．4 2011年 8月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY Aug．2011 氧等离子体对聚丙烯粉体的表面处理研究 杨光杰 (中平能化集团研究院，河南 平顶山 467000) 摘要：用氧等离子体对聚丙烯(PP)粉体进行表面处理 ，采用水接触角(WCA)、红外光谱(IR)对处理前后PP粉体的水接触角、表面组分 的变化进行了分析。实验结果表明，随着等离子体处理时间延长，水接触角减小。IR分析表明，在氧等离子体处理中，PP粉体表面有含氧 极性官能团生成 ，导致粉体表面水接触角减小。 关键词：等离子体；聚丙烯粉体；表面处理 doi：10．39690．issn．1008—553X．2011．04．011 中图分类号：0646．9 文献标识码：A 文章编号：1008—553X(2011)04—0028—03 聚丙烯(PP)广泛用于制备包装和绝缘材料 ，但PP 率源及匹配器连接。等离子体反应器由玻璃管制成。所 材料表面极I生小，亲水l生差，不易被粘接，使其使用受到 用气体为氧气。为使PP粉体混合均匀，使用磁力搅拌器 限制。为扩大使用范围，必须对其表面进行改性。等离子 进行搅拌。实验过程如下：称PP粉体 10g置于等离子体 体处理是改变材料表面性能的有效方法。等离子体对高 反应器中，启动真空泵抽真空至 10Pa，通入氧气 lO分 分子材料进行表面处理 ，可以在材料表面引入羟基和羧 钟以排除反应器中的空气，启动磁力搅拌，维持搅拌转 基，从而改善材料的亲水性 ，同时材料本体结构没有受 速为800转 ／分钟。在气体流量为 10cm3／min，气体压力 到破坏。等离子体与高分子材料表面接触 良好是材料表 为40Pa的条件下 ，启动射频功率源 ，调节放电功率和 面获得有效改性的重要因素之一 11『。 处理时问对 PP粉体进行等离子体处理。 用等离子体对 PP膜进行表面处理，可以改善PP 膜的亲水性、印染性等2[．3】。用等离子体流化床反应器、下 行床反应器对聚乙烯粉体进行表面改性研究，结果发 现，可以改善粉体表面的亲水性 ，但这些研究中气体消 耗量大，粉体与等离子体的接触效果不佳，并且等离子 体处理的时间较长 。用等离子体对PP粉体进行处理 的研究较少。本研究采用氧等离子体对PP粉体进行表 面处理，气体消耗量较少且等离子体处理时间短。采用 图 1氧等离子体处理 PP粉体装置示意图 水接触角(WCA)、红外光谱 (IR)分析技术对等离子体 1．3表征方法 处理前后的PP粉体亲水性进行了研究。 用水接触角 (WCA)表征处理前后 PP粉体亲水性 1实验部分 的变化，先将双面胶的一面固定在平整的载玻片上，再 1．1原料 将 PP粉体黏附在双面胶的另一面上，吹去多余的PP PP粉体 由扬子石化公司生产，粒径在 120目左右。 粉体7[1。使用接触角测定仪测量蒸馏水与PP粉体表面之 氧气纯度：99．99％。 间的接触角。用红外分析仪(FTIR)检测粉体表面官能团 1．2等离子体处理 的变化。 氧等离子体处理聚丙烯粉体装置的示意图如图 1 2结果与讨论 所示，主要由四部分组成 ：①射频功率源及匹配器；②等 2．1接触角分析 离子体反应器；③供气系统；④真空系统。其中射频功率 图2是水接触角与等离子体放电功率、等离子体处 源所用频率为 13．56MHz，电极由铜管制成，且与射频功 理时间的变化关系图。从图2可以看出，未经氧等离子 收稿 日期：2011-05—09 作者简介：杨光杰(1972一)，男，工程师，研究方向：盐