预辐照接枝丙烯酸、苯乙烯磺酸钠对聚全氟乙丙烯膜性能的影响.pdfVIP

第4期 高分子学报 No．4 2009年4月 ACTAPoLYMERICASINICA Apr．，2009 ·研究简报· 预辐照接枝丙烯酸、苯乙烯磺酸钠对 聚全氟乙丙烯膜性能的影响+ 付 群 王德庆 焦 正 吴明红“ (上海大学环境与化学212程学院射线应用研究所上海201800) 摘 要 采用常温下7射线预辐照引发接枝的方法，在聚全氟乙丙烯(FEP)上接枝了丙烯酸(从)和对苯乙 烯磺酸钠(SSS)，制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜．傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析证明了磺酸 基团和羧酸基团的成功引入．采用XRD、TGA和接触角研究了接枝率对FEP膜的结晶度、热学特性及亲水性 等性能的影响．结果表明，随着制备的FEP膜接枝率的增加，膜的结晶度、热稳定性和接触角逐渐减小；与此 相反，FEP膜的亲水性能随接枝率的增加而增加．接枝膜湿敏性能测定结果表明，在相对湿度从5％RH变化 到98％RH时，接枝膜电阻线性变化范围接近3个数量级，具有响应速度快(吸附1rain，解吸2min)，湿滞 小(3％RH)的特点，具有应用于电阻型湿度传感器的广阔前景． 关键词 预辐照接枝，丙烯酸，对苯乙烯磺酸钠，聚全氟乙丙烯 高分子湿度传感器的研究始于1938年，由美聚全氟乙丙烯和聚丙烯无纺布，原子核所世龙科 国的达姆(F．w．Dummore)在金属丝状电极上面浸 涂一层聚乙烯醇和氯化锂的混合感湿膜，而研制 出浸涂式氯化锂湿度传感器．高分子电阻式感湿 总厂． 材料通常为含有一N町cl一，一SOfH+，一NH2等2主要仪器 强极性基团的高分子电解质及其盐类．这类传感 ∞Co源，上海核新辐照公司．测硫仪，上海宝 器目前发展较快、应用较广¨。J，但主要缺点是抗 英光电科技有限公司．IR200傅立叶变换红外光 J． 高湿能力差，长期使用稳定性有待进一步提高H 谱仪，美国尼高力公司．JSM．6700F型电子扫描电 近年来随着辐射接枝技术的发展、5柚]，国内外开 镜，日本电子．TG209 173型热重分析仪，德国耐驰 始了接枝改性制备新型敏感材料的研究热潮．如 仪器公司．7000S／L型x射线衍射仪，日本．OCA20 一些基于微孔PE膜辐射接枝的水凝胶膜已用来 接触角仪，德国．SUNSOR．450型气体动静态测试 制作湿度传感器；接枝了Ⅳ．异丙基丙酰胺的 仪，合肥旭宁科技有限公司． PVDF膜已用来制备pH传感器；而接枝了丙烯酸3接枝实验步骤 和乙烯胺的PVDF膜被用来制作温敏传感器；经 将FEP膜剪成同样大小的矩形块后，用丙酮 过两次预辐射接枝丙烯酰胺和丙烯酸的PP膜可 擦净，烘干称重．称重好的聚全氟乙丙烯膜放入聚 用作热敏膜等． 乙烯膜袋中，向袋中反复充入高纯氮气赶走剩余 本文采用y射线预辐照方法，通过一步法在 空气，封121后置于∞Co辐照室中静态辐照，直至达 聚全氟乙丙烯上接枝丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠来 到要求的50 kGy剂量(剂量率25Gy／min)．辐照产 制备新型湿敏材料，并对不同接枝率条件下的 生的自由基在常温下很容易失活而降低接枝率， FEP结构与性能进行了研究． 而降低温度有利于延长自由基的寿命以保持良好 1主要原料与试剂 的接枝率，因此辐照后膜一般在一20℃下冷冻保 丙烯酸，工业级，上海丙烯酸厂．对苯乙烯磺 存，并尽快进行接枝反应，以提高接枝率．接枝反 酸钠，工业级，山东淄博隆达化工责任有限公司．