聚丙烯薄膜抗静电改性研究及应用

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聚丙烯(PP)作为一种通用塑料,具有很好的力学性能、耐热性能、易于加工成型、产品综合性能优良,且原料来源丰富、价格便宜、无毒、易于回收等优点,因此用途非常广泛。但聚丙烯具有较高的电阻率,易在表面积累静电荷后产生静电危害,给日常生活生产造成极大的不便。为了使聚丙烯薄膜具有抗静电性能,本论文用壳聚糖对聚丙烯薄膜进行表面改性,从而使聚丙烯薄膜获得持久的抗静电性能。本论文主要研究内容如下:首先,在聚丙烯薄膜的惰性表面引入活性官能团,采用等离子接枝聚合的方式将丙烯酸接枝聚合到聚丙烯薄膜表面。将介质阻挡放电(DBD)常压等离子体技术应用于薄膜的预处理工艺中,在薄膜表面产生过氧化基团;分别从等离子体处理时的作用电压、作用时间、气体流速三个方面的因素进行研究,优选出最佳的等离子体处理工艺参数为:作用电压为100V、时间为60s、气体流速1.5L/min。然后,将等离子体预处理后的聚丙烯薄膜放到含丙烯酸单体的溶液中进行接枝。研究了接枝溶液浓度、反应时间对接枝量的影响,通过红外、场发射扫描电镜(FESEM)、接触角测量仪等对接之后的聚丙烯薄膜的结构与性能进行测试和分析。研究结果表明:当接枝溶液浓度为50%、反应时间为90min时,可以获得接枝量高、分布较均匀的改性表面。最后,用不同质量分数的壳聚糖溶液处理接枝后的聚丙烯薄膜表面,通过半衰期测试方法对固定壳聚糖后的聚丙烯薄膜进行抗静电性能测试。当壳聚糖用量在0.9%以前,虽然能大幅度降低薄膜的半衰期,但还是起不到较好的抗静电效果;当用量为0.9%时,薄膜的半衰期50s,已经能使聚丙烯薄膜具有抗静电性能;此时再继续增加壳聚糖的用量,对半衰期值的下降不再有大的贡献。同时,研究了超声清洗后薄膜抗静电性能的持久性,结果表明经过超声清洗后的薄膜半衰期值不会大幅度升高,能够获得持久的抗静电性能。
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