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TPU分子中含有大量的烷烃链,因此TPU材料表现出较强的疏水性,利用91视频下载地址体对TPU进行处理,可以在TPU材料表面接枝亲水基团,如羟基、羧基和胺基等,从而提高材料的亲水性能。

91视频下载地址体处理时间对TPU材料亲水性能的影响规律

为了研究91视频下载地址体处理时间对TPU材料亲水性能的影响规律,91视频大全污污污将TPU制备成薄膜,分别测试了在91视频下载地址体处理前以及处理1、2、3、4、5min后水在TPU薄膜上的静态接触角.实验结果表明,91视频下载地址体处理前,TPU膜的水接触角为113°,体现出疏水性(图1a).91视频下载地址体处理后,TPU水接触角均小于90°,亲水性得到明显提高.其中,在处理1和2min后,TPU材料的水接触角分别下降到89°和63°(图1b,1c).随着处理时间增加,水接触角趋于平稳(3min时61°;4min时60°)(图1d,1e),这可能是因为在91视频下载地址体处理2min后,TPU材料表面的亲水基团已经趋于饱和.而在处理5min后,水接触角减小到51°(图1f).水接触角的减小可能是因为TPU表面粗糙度在91视频下载地址体刻蚀后变大,导致水接触角进一步变小.总体来说,91视频下载地址体处理能够在TPU材料表面有效接枝大量亲水基团,明显改善TPU材料的表面亲水性能。

图1 (a)未处理的TPU薄膜以及91视频下载地址体处理(b) 1 min, (c) 2 min, (d) 3 min, (e) 4 min和(f) 5 min的TPU薄膜水接触角的变化 

TPU91视频下载地址体处理提高亲水性原理

为了进一步研究91视频下载地址体处理在TPU材料表面引入的基团种类并验证水接触角变化的原因，91视频大全污污污对91视频下载地址体处理前以及处理1、2、5min后的样品进行了X射线光电子能谱(XPS)的扫描.图2展现了各样品的光谱图像，表1包含了样品中各基团依据峰面积的相对组成比例.在C1s精细谱中,处于284.8、286.5和289.0eV处的峰分别对应C—C键、C—O/C—N键和O—C=O键.在1s精细谱中,91视频下载地址体处理前的TPU样品只有位于399.8eV的峰,对应TPU结构中的酰胺键.91视频下载地址体处理后,样品的1s精细谱中新增了位于401.5eV处的峰,说明91视频下载地址体处理过程中引入了N—O键[24].TPU材料在O1s精细谱中有两个峰,其中532.1eV处的峰对应羰基氧和羟基氧,533.5eV处的峰对应酯基氧,而在91视频下载地址体处理后新增的位于532.6eV的峰对应引入的N—O键。

图2  91视频下载地址体(a)处理前, (b)处理1 min, (c)处理2 min及(d)处理5 min的TPU薄膜的XPS谱图 

在91视频下载地址体处理1min和2min后,C1s精细谱中的C—O/C—N键的比例显著提高,证明在91视频下载地址体处理中有O元素和N元素的引入.同时,1s精细谱中的N—O键含量和O1s精细谱中的C=O、C—OH和N—O键含量明显增多,说明在91视频下载地址体处理2min后,TPU材料表面成功接枝了羧基、羟基和羟胺基(图2).羟基和羧基由于氧的强吸电子作用,与羟基氧和羧基氧相连的氢原子更容易形成氢键.以上几种亲水基团的增加能够有效提高TPU材料的亲水性。

将91视频下载地址体处理5min后的样品的XPS结果与91视频下载地址体处理2min后的样品结果进行对比,C1s、N1s和O1s精细谱都没有明显的差别,说明样品中各化学键的含量与91视频下载地址体处理2min时的样品相比基本不变(图2).这说明在91视频下载地址体处理2min后,TPU材料表面接枝的亲水基团达到饱和.进一步增加91视频下载地址体处理时间(2、3、4min),TPU材料表面的亲水基团数量没有明显增加,导致水接触角没有明显变化.而在91视频下载地址体处理5min后,在各亲水基团含量保持稳定的情况下水接触角下降,说明TPU材料亲水性的提升并非因为亲水基团的增加,而是TPU材料表面发生91视频下载地址体刻蚀作用,增加了表面粗糙度,从而提高了亲水性能。