激光表面改性對(duì)雙酚A型聚碳酸酯材料表面性能的影響.pdf

1、熱塑性高分子材料聚碳酸酯（PC）因具有許多優(yōu)異的性能而成為一種重要的工程塑料，但也因其表面能低、表面呈化學(xué)惰性、表面的吸附性和粘接性低等，限制了其在某些領(lǐng)域的直接應(yīng)用，因此需要通過相關(guān)的表面改性技術(shù)對(duì)其表面性能進(jìn)行改善。
　　本論文提出了一種利用波長為355nm的納秒脈沖紫外激光在薄層水膜中對(duì)雙酚A型PC進(jìn)行表面改性的方法，研究了相關(guān)的激光加工參數(shù)對(duì)PC表面性能的影響，表明激光能量密度和脈沖頻率是兩個(gè)較為重要的影響參數(shù)。通過掃描電

2、鏡、X射線光電子能譜等分析測試技術(shù)研究了PC表面激光改性前后的微觀形貌、粗糙度、水接觸角、潤濕性、化學(xué)組成、表面能等的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在每個(gè)特定的激光脈沖頻率下，PC都存在一個(gè)特定的紫外激光刻蝕能量密度閾值Fth，當(dāng)所用激光能量密度小于Fth時(shí)，改性后的PC表面水接觸角有所減小，親水性有所增加，表面的含氧極性基團(tuán)C-O、C=O等的相對(duì)含量也有所增加，但粗糙度和微觀形貌僅有非常輕微的變化，此時(shí)表面的潤濕行為符合Wenzel模型；當(dāng)激光

3、能量密度大于 Fth時(shí)，表面會(huì)出現(xiàn)多孔的周期性的溝槽結(jié)構(gòu)，表面粗糙度也有明顯的增加，此時(shí)PC表面呈現(xiàn)疏水性，其潤濕行為符合Cassie模型。利用van Oss酸堿理論，通過測試水、乙二醇和二碘甲烷在改性后PC表面的接觸角，計(jì)算出了不同激光能量密度改性后PC材料的表面能，發(fā)現(xiàn)改性后的表面能得到較大提高，這利于PC表面吸附性和粘結(jié)性等的增強(qiáng)。
　　研究了改性后的PC表面對(duì)金屬（絡(luò)）離子的吸附情況，結(jié)果表明通過表面改性和合理的清洗工藝，