[發明專利]一種聚合物紫外光致表面胺基化的方法

有效

• 申請號: 202010173181.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113388144B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張軍營;王偉翰;張昊博;程玨;高峰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08L23/06;C08L23/12;C08L67/02
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明涉及一種聚合物紫外光致表面胺基化的方法以及得到的表面胺基化聚合物。所述方法包括：(1)將光接枝液均勻涂覆在聚合物表面，接著進行紫外光接枝反應；(2)將步驟(1)得到的材料放入胺基化合物溶液中，加入縛酸劑，進行反應得到表面胺基化聚合物。本方法所得表面胺基化聚合物保存時間較長，方法簡單，適用性較為廣泛，可以接枝任意胺基化合物。

技術領域

本發明涉及高分子材料合成與制備領域，具體地說，是涉及一種聚合物紫外光致表面胺基化的方法以及得到的表面胺基化聚合物。

背景技術

聚烯烴(聚乙烯和聚丙烯)具有質輕、無毒，耐腐蝕、高絕緣、易加工等優點，是目前應用非常廣泛的一類高分子材料。在聚烯烴材料的粘接應用過程當中，由于聚烯烴結晶度較高，表面能很低，分子鏈中不含有極性基團，難以使膠黏劑在其表面形成良好的浸潤和鋪展，因此必須對聚烯烴表面進行有效處理。聚烯烴鏈段缺少反應活性基團，導致其難以與活性分子形成穩定的共價接枝結構；同時聚烯烴分子量分布并不均勻，分子量較小的聚烯烴分子會向表面遷移，造成表面改性結構容易短時間內遭到破壞，失去作用；再加上加工時可能帶入的各種助劑和雜質，從而使表面有些地方形成弱邊界層，這種弱邊界層也會影響到表面接枝的效果。以上難點使聚烯烴的表面改性成為了行業內的共性難題。

目前常用方法有：物理表面磨損法、真空等離子體法、火焰處理法、電暈放電法、化學氧化法、表面底涂法和聚合物表面接枝改性處理。物理表面磨損法是通過砂紙等打磨聚乙烯表面，增大粗糙度以提升粘接性能，使用較為廣泛，但是由于其表面的化學性質和組成并未發生改變，所以增加表面粘接強度的效果一般；等離子處理法是在真空或惰性氣體中，利用電場作用，產生大量等離子體，改變聚烯烴表面活性，這種方法近些年來發展較快，簡單安全，但是其保存時間較短，需要立即進行粘接或進一步處理，并且對設備的要求較高；火焰處理法是使用火焰噴槍，混合一定配比的氣體，用火焰噴射聚烯烴表面，使表面氧化從而增強表面極性，提高粘接性能，但是其火焰溫度、氣體的種類和流量等參數的選擇都會很大程度上影響火焰處理效果，造成穩定性不佳；電暈處理是在聚烯烴表面施加高頻高壓，使表面氧化，提高表面潤濕性，較為常用，然而其作用機理與火焰處理類似，難以達到穩定的效果；傳統的化學氧化法是利用配置好的化學試劑溶液的氧化作用氧化聚烯烴表面，在其表面引入醛基、羧基等活性基團，缺點是會對環境產生一定的污染；真空等離子體法對設備的要求較高并且處理后保存時間短，需要立即進行粘接；表面底涂法其針對性太強，影響了它的使用范圍；聚合物改性主要是在聚烯烴表面接枝一些極性單體，如丙烯酸或甲基丙烯酸等，可以明顯改善聚乙烯的粘接強度，但是也存在操作繁瑣等問題。綜上所述，上述處理方法由于會破壞聚烯烴的鍵接結構，對粘接基材造成難以避免的損傷，進而影響其性能。

發明內容

為了實現在不損傷基材性能的前提下對聚合物表面進行化學改性，以提升其與粘合劑的粘接強度，本發明在聚合物表面構建單分子層鍵接結構，從而形成持久的極性表面。

本發明目的之一為提供一種聚合物紫外光致表面胺基化的方法，包括以下步驟：

(1)將光接枝液均勻涂覆在聚合物表面，接著進行紫外光接枝反應；

(2)將步驟(1)得到的材料放入胺基化合物溶液中，加入縛酸劑，進行反應得到表面胺基化聚合物。

所述聚合物為含C-H鍵的聚合物，優選為聚烯烴類如聚乙烯、聚丙烯等，或者聚對苯二甲酸乙二醇酯。

本發明所述聚合物表面可以是膜、片材等形狀制品的表面。

步驟(1)中，所述光接枝液包括4-[3-(三氟甲基)-3H–雙吖丙啶-3-基]溴化芐或芐基溴對硝基苯疊氮化物中的一種。

4-[3-(三氟甲基)-3H–雙吖丙啶-3-基]溴化芐或芐基溴對硝基苯疊氮化物為卡賓前驅體，在紫外光下產生卡賓自由基插入聚合物表面。