聚丙烯微孔膜高能电子束辐照改性研究

导读:采用高能电子束辐照的方法在聚丙烯微孔膜的表面接枝丙烯酸锂，研究不同的辐照剂量对聚丙烯微孔膜表面接枝丙烯酸锂的接枝率的影响，并对辐照接枝后的聚丙烯微孔膜的结构和性能

来源：未知发布日期：2019-09-04 11:23【大中小】

聚丙烯性能良好、成孔性较好、价格便宜且具备较高熔点，被广泛用于分离膜领域。然而，PP微孔膜的疏水性使得其在一般情况下不易被水润湿，膜的表面易吸附疏水溶质而形成膜污染，致使膜的使用效率降低，使用成本增加。因此，PP微孔膜的表面性能改性近年来受到国内外研究学者的重点关注。本研究天津津腾实验设备有限公司采用高能电子束辐照的方法在PP微孔膜的表面接枝丙烯酸锂。研究了不同的工艺过程对PP微孔膜表面接枝丙烯酸锂的接枝率的影响；通过改变辐照剂量，研究PP微孔膜表面接枝丙烯酸锂的接枝率的变化规律，并采用红外光谱（FTIR）、接触角测试、差示扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）表征方法对辐照接枝后的PP微孔膜的结构和性能进行了研究。

1原料
PP微孔膜，厚度25微米，美国Celgard公司生产；丙烯酸、氢氧化锂，均为分析纯（AR），市售；蒸馏水，市售；TX-10表面活性剂，分析纯（AR），阿拉丁试剂。接触角测试分析，采用静态水接触角测定试样，由接触角测定仪针头滴落的水滴到PP微孔膜表面，测定PP微孔膜接枝前后的接触角。扫描电子显微镜观察，将试样首先进行表面喷金处理，然后在20kV电压及高真空下观察试样接枝前后表面微观形貌的变化。

2PP微孔膜的接触角分析
接触角的测试结果可以反映出薄膜表面的润湿性能，本研究中天津津腾实验室设备有限公司采用静态水接触角测定试样，从而反映出PP微孔膜的表面亲水性。PP微孔膜的疏水性导致其难以被水润湿，从而影响其使用效率。表1展示了纯PP微孔膜和辐照接枝改性PP微孔膜（辐照剂量为15kGy）的表面水接触角测试结果。从表中数据可以发现，当利用高能电子束辐照对PP微孔膜的表面进行丙烯酸锂接枝改性后，PP微孔膜的表面水接触角减小，表面极性增加，表面亲水性得到提高，其原因一方面是PP微孔膜表面接枝了丙烯酸锂使得表面极性增加，另外，PP微孔膜表面辐照作用也增加了微孔膜的表面粗糙度，从而改善了PP微孔膜的表面亲水性。

3结论
（1）采取两步法，由PP微孔膜与丙烯酸充分润湿后再经高能电子束辐照进行接枝反应，然后再与氢氧化锂进行反应，从而得到接枝率较高的PP微孔膜接枝丙烯酸锂；随着高能电子束辐照剂量的增加，PP微孔膜表面接枝丙烯酸锂的接枝率呈现先增大后减小的趋势，当辐照剂量为22kGy时，接枝率达到最大，为27%。
（2）经高能电子束辐照改性的PP微孔膜表面成功接枝上丙烯酸锂，与纯PP微孔膜相比，接枝改性后的PP微孔膜的表面水接触角减小，膜表面极性增加，膜表面亲水性得到提高。
（3）PP微孔膜经高能电子束辐照接枝丙烯酸锂后，PP微孔膜的孔径减小，膜的表面形成了丙烯酸锂的涂覆层致使一些小孔产生堵塞，膜的多孔结构未受到明显影响；经高能电子束辐照接枝改性的PP微孔膜结晶峰温度向高温方向移动，结晶能力得到提高，结晶更加完善。在PP微孔膜的改性过程中，可考虑在较低范围内选择辐照剂量，一方面提高膜的表面亲水性，另一方面尽量降低辐照导致膜的微孔结构变化，提高膜使用的稳定性。

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聚丙烯微孔膜高能电子束辐照改性研究

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