疏水疏油材料的结构与性能表征

2017-02-15 13:23:20 防雾剂,织物疏水疏油整理剂 阅读

疏水疏油材料具有许多独特的结构与性能,尤其是其表面的结构对性能有重要影响,因此它们的机构,形态与表面性能的表征一直受到研究工作者的重视。研究的焦点往往集中在聚合物中含氟集团的侧链取向、共聚物的有序结构、粒子形态组成以及聚合物涂层的表面微相结构方面,以及对含氟侧链在表面富积情况、接触角和各种物理性能的表征。

 疏水疏油材料

一、光谱分析

 

光谱分析在聚合物的结构鉴定上有着独到的应用,红外光谱(IR)和核磁共振谱(NMR)是分析有机化合物及高分子化合物结构与组成的重要工具,利用红外定量分析确定高分子化合物的定量组成,利用ATR—IR可以确定疏水膜的表面组成,要想准确地确定聚合物粒子的结构形态,常常需要将几种方法相互结合,才能得到比较满意的结果。Kin利用大分子引发剂合成了含氟硅的共聚物乳液,也采用IR对单体与共聚物的结构进行了表征。

 

二、电子显微镜分析

 

乳胶粒子的微相形态、组成结构与其表面性能有着密切联系,在聚合物乳液粒子形态和结构的表征中,电子显微镜是很有效的研究手段。透射电镜(TEM)可以比较清晰地观察到粒子的形态和内部结构,而扫描电镜(SEM)如果与广角X光散射,小角X光散射或者小角中散射等测试手段相结合,则可以确定复合粒子的内部结构。原子力显微镜(AFM)可以用在高分子表面形态、纳米结构、链堆砌和构象等方面的研究,可以在气体或液体中进行原位测量,从而避免了粒子因干燥而产生的变形。研究人员制备水溶液性疏水试剂并通过调控表面结构构建了超疏水膜,用电镜技术对其表面结构进行了表征和分析。

 

三、热分析

 

     热分析技术是指在待定的气氛中测量样品的性质随时间或温度变化的一类技术,主要测定的性能是转变与相变、热焙与比热容的变化、结晶与熔融等。研究人员用芳香环氧树脂与三磷酸酯进行乳液聚合并在聚四氟乙烯材料表面成膜,制备了高分子材料,运用了DSC分析了薄膜各部分玻璃化温度变化,发现其玻璃化温度由表向里呈梯度升高,从而表征了材料的梯度性。

 

四、化学分析光电子光谱(ESCA)

 

在粒子以及涂层表面成分的ESCA分析技术中,X射线光电子能谱(XPS)是广泛应用的一种表征手段,可以分析粒子表面元素组成、价态及含量,若用变角XPS,可进行深度剖面分析,表征材料的梯度结构。研究人员用XPS、变角XPS并结合ToF-SIMS分析了在铝表面使用一些添加剂组装PVdF过程中的表面元素组成及特点,揭示了其成膜过程中存在相分离与表面迁移过程。

 

五、接触角分析

 

    接触角、表面张力、表面自由能是衡量固定表面润湿性的重要参数,测量固定表面上附着的纯液滴的接触角是研究疏水疏油材料的重要方法,有时还要利用计算机辅助确定表面张力与表面自由能,全面判定其表面性能。



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