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分享PP薄膜改性新思路

 甘世虎

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PP薄膜因用途广泛备受关注,但在应用时也存在诸多不足,如其抗静电性、亲水性和阻隔性等都有待进一步提高,故对其改性也研究甚多。PP薄膜改性可分为直接改性和间接改性,直接改性指对PP薄膜进行表面改性,以期改性后的性能要优于未改性的;间接改性指先对PP进行改性,再将改性后的PP制成薄膜,使所得薄膜性能优于同工艺条件下制得的纯PP薄膜。

抗静电性

PP由于具有较高的电阻率,电绝缘性很高,使得产生的电荷流动传输性差,易产生静电积累,导致静电危害。为此,研究者们提出了对PP薄膜进行抗静电性的改性,以降低其电阻率。研究人员利用石墨烯的电子高速迁移性,将制得的剥离石墨烯(EG)作为增强无机填料对PP进行改性,通过高效熔融混炼和压缩制备了PP/EG纳米复合薄膜。当EG的质量分数为1%~3%时,出现了导电渗流现象,该薄膜的电阻率迅速降至106Ω·cm数量级,足够可用于静电耗散。此外,还有研究者通过利用等离子体接枝聚合和大分子表面活性剂对PP薄膜进行表面改性。即通过介质阻挡放电等离子体接枝聚合法对PP薄膜进行丙烯酸接枝改性,在优化的等离子体预处理条件下,能够获得表面接枝改性PP薄膜,使其抗静电性得以提升。

浸渍特性

PP薄膜由于具备了做电力电容器介质的良好性能,在高压电力电容器领域得到了广泛应用,但同时面临浸渍困难的问题,浸渍不充分时,存在杂质、气泡等,在高场强下会产生局部放电,加速了介质老化,长时间作用下会引起电容器绝缘介质击穿,极大地缩短其使用寿命。为改善PP薄膜的浸渍特性,研究人员利用低温等离子体对PP薄膜进行表面改性,改性后薄膜表面的极性含氧基团数量增加到10%,静态接触角降低了30%,材料表面粗糙度和浸渍特性都有较大提高。

亲水性

由于PP分子中不含极性基团,与水溶液的浸润性不理想,薄膜很难与金属、玻璃粘结,用于服用纤维时还存在染色困难,亲水性差,应用受到一定的限制。为了拓宽应用范围,进行表面改性,以提高亲水性。最常用的方法有经过等离子体处理和通过等离子体、紫外光诱导亲水性单体在膜表面接枝聚合。

阻隔性和抗菌性

 PP薄膜因具有较高的抗水蒸气渗透性,广泛应用在刚性和柔性食品包装领域。而包装食品的变质性与其平衡水分及O2含量有关,所以用于食品包装的材料对水蒸气以及O2的阻隔性能对于维持或延长保质期关系重大。随着人们生活水平的进一步提高,对食品安全越发关注,对用于包装的材料也提出更高的要求。为此,研究者们对提高PP薄膜的阻隔性能和抗菌性进行了相关的研究。

另外,银粒子作为一种抗菌剂而被广泛应用于生物医学领域。抗菌性的作用为:金属态的银可以和潮湿空气中的水分发生反应释放出高度活性的银离子。这些银离子若与蛋白质结合,会导致细胞壁和细胞核膜化学结构的改变致使细胞死亡。此外,还能与DNA和RNA的主链形成复合物抑制微生物的复制。研究人员对PP进行伽马射线照射进行交联改性制得含银纳米粒子的PP凝胶薄膜。研究表明,银粒子的纳米分散提高了薄膜的抗菌性能且对人体无害。

也有研究者利用氧化石墨烯薄片通过层层自组装技术,历经点击反应制得改性PP微孔薄膜,亲水性和抗菌性都得以大幅提高。 
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