聚丙烯因其优良的综合性能,被广泛应用在机械、汽车、电器、建筑、纺织、包装、化工、医疗器械等领域。但是由于其分子链中基团极性弱而导致其亲水性较差,极大地限制了聚丙烯产品的应用范围。为了克服其亲水性较差的缺点,本文以等离子体表面处理为基础,分别采用等离子体改性聚丙烯表面亲水性、等离子体诱导接枝二乙烯三胺,采用FTIR、AFM和接触角测试研究了改性过程中薄膜表面官能团、微观形貌、粗糙度和接触角的变化,研究了各种工艺参数对聚丙烯表面亲水性的影响,取得了以下研究成果:通过Ar/O2等离子体对聚丙烯材料进行表面处理,发现等离子体产生的高能粒子打断了聚丙烯表面的C-C和C-H键,在薄膜表面形成了-C=O和-OH官能团。随着气体流量、处理时间、功率和工作气压的增加,薄膜表面极性官能团含量逐渐增加、接触角逐渐降低、表面粗糙度逐渐增加。通过单因素实验,得到了 Ar/O2等离子体处理的最优工艺条件:处理时间5min,功率300 W,工作气压80 Pa,Ar/O2流量为40/10 sccm,在最优条件下,等离子体处理的聚丙烯薄膜表面接触角可以达到32°。当将薄膜放置在空气中30天后,上述薄膜对水的接触角恢复到了90°左右,说明等离子体处理的聚丙烯薄膜存在明显的时效性。为了改善等离子体处理薄膜的时效性,在等离子体活化的聚丙烯表面接枝了二乙烯三胺,研究发现接枝后聚丙烯表面红外光谱中出现了 N-H键的吸收峰,说明二乙烯三胺在薄膜表面发生了接枝反应。随着浸泡时间的增加,薄膜表面接触角先增加后降低,当浸泡30 s时,薄膜对水的接触角从35°增加到了72°,一方面是由于二乙烯三胺数量比较少时,在薄膜表面呈平铺排列,憎水的C-C链段朝向外侧,另外等离子体活化后的样品表面不稳定,清洗导致部分活性基团失活,膜表面二乙烯三胺接枝数量少,从而导致接触角升高。随着浸泡温度的增加,薄膜表面接触角先降低后增加,当接枝温度超过60℃时,薄膜接触角从35°增加到42°,这是由于二乙烯三胺的动能增加,吸附到薄膜表面的分子很容易挣脱吸附而离开表面,造成接枝率反而下降。随着浸泡浓度的增加,薄膜表面接触角也是先降低后增加,当单体浓度超过70%后接触角从34°增加到50°,这是由于经等离子体处理后产生的自由基与单体二乙烯三胺的结合反应是链式反应,二乙烯三胺质量分数适中,才有利于接枝反应的进行。通过单因素实验研究,发现表面诱导接枝最优反应条件为:接枝温度60℃、接枝时间180 s、接枝单体浓度70%。表面接枝处理的聚丙烯薄膜在空气中的时效性都显著改善,随着放置时间的延长到30天,接枝聚丙烯的接触角几乎没有变化,仅从34°增加到35°。