聚四氟乙烯的表面接枝改性研究开题报告.docVIP

科学技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目： 聚四氟乙烯的表面接枝改性研究 学 科 部： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 填表日期： 年 月 日 一、选题的依据及意义： 1.1聚四氟乙烯(PTFE)的概述 ”。1938年Du Pont公司研究氟烷制冷剂时发现了PTFE,并于1949年实现了工业化生产。由于其优异的性能,几十年间, PTFE已成为氟树脂中产量最大的一支,并在化工、机械、电气、建筑、医疗等众多领域成为不可缺少的特种材料。但是由于其蠕变和耐磨性差,有极高的熔体粘度,使它的应用受到一定限制。为了弥补PTFE性能上的不足,对PTFE进行改性,开发新型PTFE复合材料,已成为目前 PTFE的主要研究和发展方向。聚四氟乙烯结构式为CF2CF2）n,在聚四氟乙烯分子中, CF单元按锯齿形状排列,由于氟原子的范德瓦尔斯半径比氢原子稍大,原子之间范德瓦尔斯作用力较大,产生较强的排斥力,所以相邻的单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的构象,由于氟原子具有合适的原子半径,使每一个氟原子恰好能与间隔的碳原子上的氟原子紧靠,这样的构象使氟原子能包围在碳-碳主链周围,形成一个低表面能的保护层。氟原子保护着易受侵蚀的碳原子链,使聚四氟乙烯具有各种优异的性能:宽广使用温度,高度的化学稳定性,卓越的电绝缘性,理想的防粘性,优秀的自润滑性,长期的耐大气老化性,良好的不燃性和适中的机械强度等。目前,聚四氟乙烯材料已广泛应用于航空航天、国防军备、石油化工、电子电器、交通运输、机械、能源、建筑、纺织、食品、医药等诸多领域。 聚四氟乙烯(PTFE)有很多优点： (1)摩擦系数小。 (2)优异的耐老化性能和抗辐射性能。 (3)极佳的化学稳定性。 (4)极小的吸水率(0001% ~0.005% )。 (5)良好的电性能。 (6)宽广的使用温度。 (7)突出的表面不粘性和良好的自润滑性。 (8)极好的热稳定性。 1.2研究的意义 虽然PTFE有诸多的优点,但是由于该材料分子结构高度对称,结晶度高且不含活性基团,导致其表面能很低(19 dyns/cm),表面疏水性极高(与水接触角超过100)。这种极低的表面活性严重影响了PTFE在粘接、印染、生物相容等方面的应用,特别是限制了PTFE薄膜与其他材料的复合。 对纯PTFE进行适当的改性,可以提高它的综合性能,并扩大其在各个领域的应用。目前,PTFE的改性主要采用复合的原则,使其与其它材料相结合,以弥补它自身的缺陷。改性的方法主要有:表面改性、填充改性、共混改性等。这次研究采用的是表面接枝改性法。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 近年来,国内外研究人员通过表面改性处理方法(如化学处理法、高温熔融法、辐射接枝法、准分子激光处理法、等离子体法等)解决了PTFE的粘接问题,并取得了相应的成果。 化学处理法 Combellas等[]利用重氮盐接枝改性PTFE的表面性能,其原理与钠-萘法基本相同PTFE表面经打磨、丙酮清洗、烘干后,用Pt电极对PTFE局部表面还原,使之碳化后在N2和Ar气氛下,将试样在硝基苯和溴代苯各半的重氮盐的四氟硼酸盐介质中反应。结果表明,硝基苯和溴代苯共价交联接枝在PTFE表面,需经磨损才能使之剥离。 Shifang等[]采用高锰酸钾和硝酸的混合液处理PTFE薄膜,PTFE薄膜的接触角大小受处理时间、处理温度的影响,薄膜在100下处理3 h,接触角从(1333) °降低到(304) °,经傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),X射线光电子能谱(XPS),环境扫描电子显微镜(ESEM),对X射线衍射仪(XRD)进行表征,表明PTFE薄膜的表面形貌和结构发生变化,表面出现了亲水基团CO和OH而使薄膜接触角减小。高温熔融法 付朝霞等[]采用高温熔融法,在PTFE中加入无机添加剂LW来改善PTFE的粘接性能。并用硅烷偶联剂对其进行进,PTFE的粘接性能得到进一步提高,当LW的添加量为10 %时,其剥离强度和剪切强度达到最大值。 辐射接枝法 韦亚兵等[]通过紫外光接枝对PTFE薄膜表面进行改