隨著高分子科學技術的發展以及生產生活中對產品輕量化的需求,各種薄膜產品已經廣泛應用于社會生產生活中的各個領域。聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜是一種無色透明、有光澤的薄膜,具有良好的力學性能、光學性能、電氣性能、熱性能、耐化學藥品性以及適中的生物兼容性等,廣泛地應用于生產生活中的產品包裝膜、農膜、地膜、分離膜等方面。但PET薄膜表面能和硬度低,耐磨性、吸濕性、粘結性、疏水性、阻隔性、抗靜電性、可印性和可染性較差,降低了它的使用壽命并限制了其應用范圍。為此,需要對PET薄膜表面進行改性,改善其表面性能,延長其使用壽命和拓寬其應用范圍。等離子體對聚合物表面改性具有以下優點:(1)只對材料表面(從幾到數百納米)進行改性而不影響材料本身的性能;(2)表面改性層的性能依賴于所使用的改性氣體和工藝,能獲得表面均質的改性效果;(3)改善表面形貌,產生功能基團;(4)改性過程中不需要水和化學藥劑,是一種環境友好性的改性方法。等離子體表面處理
等離子體是由離子、電子及中性粒子等高能物質組成的混合物,使其在表面改性方面具有重要的應用價值。等離子體按能量大小主要分為高溫等離子體和低溫等離子體,其中高溫等離子體一般能量較高,會破壞材料的本體性質;而低溫等離子體相對能量適中,一般不會破壞材料的本體性質,常被應用于材料的表面改性。用等離子體處理PET薄膜表面,可以改變PET薄膜的表面形貌、表面化學組成及性質等。
等離子體表面處理對PET薄膜表面的親水性能的影響
從圖1可以看出,未處理PET薄膜的接觸角為74.1°,經等離子體短時間(15s)處理后接觸角減小為31.3°,可見,PET薄膜經等離子體短時間處理可以有效改善表面的親水性。在0-120s的處理時間內,隨著處理時間的增加,接觸角呈現逐漸減小的趨勢;而處理時間為120s-300S時,接觸角的變化并不明顯,其值在22.0°~23.5°之間。這是因為等離子體處理聚合物薄膜時,會同時發生活化、刻蝕和交聯的相互競爭效應。處理時間較短時,薄膜表面主要發生活化和刻蝕作用;隨著處理時間的延長,薄膜表面活化、刻蝕和交聯之間會達到一種動態平衡,致使接觸角不會產生明顯的變化。
圖一 PET薄膜的接觸角與等離子處理時間的關系等離子體處理對PET薄膜產生刻蝕作用,等離子體處理后的PET膜表面氧/碳、氮/碳含量比有所增加,PET膜表面極性基團如C—O/C—N、C=O、C=O—O等含量增加,PET膜表面親水性有明顯改善,表面自由能明顯提高。
利用等離子體處理PET薄膜表面,結果表明,經過等離子體表面處理后,PET薄膜表面產生大量極性基團,親水性明顯提高,PET薄膜表面粗糙度增加,粘接性得到提高。24567