ポリオレフィン表面への機能性微粒子の簡便な固定法の開発

开发一种将功能性细颗粒固定在聚烯烃表面的简单方法

基本信息

批准号：
19655085
负责人：
吉田正尚
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Fukushima Technology Centre
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン(PO)類は一般に表面不活性であり表面修飾が非常に困難な材料である。しかしシラン系結合剤(3-ルメタクリロキシプロピルトリエトキシシラン)と微粒子を含んだ攪拌液相中にPO基材を浸漬し表面に微粒子を固定していく独自の手法であれば表面修飾が可能である。今回は何故表面修飾が可能なのか更に考察した。1.PO基材に表面修飾出来るシラン系結合剤の化学的条件を調べた。即ちシラン系結合剤分子の末端結合基を(a)メタクリロキシ基(b)エポキシ基(c)アミノ基(d)イソシアネート基の4種類のシラン系結合剤1%水溶液中にタングステン(W)微粒子及びPE平板を同時に投入し時間毎に基材表面に固定されるW量を定量した。その結果W量は結合剤(a)を用いた時が最多であり他3種の結合剤は殆ど固定されなかった。故に結合剤の結合基はPO基材の表面修飾に大きな影響を与えることがわかった。2.表面修飾可能なPO基材の物理的条件を調べた。即ち走査型プローブ顕微鏡によりPO基材の表面状態を評価した。可能なPE基材(高結晶且つ顔料無)の表面には板状結晶やラメラ晶などの高分子の整列部分が多数存在した。一方困難なPE基材(低結晶又は顔料有)にはそれらは見られなかった。3.溶媒極性を変化させ本現象の駆動力について検討した。即ち溶媒を水、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノールの順に極性低下させた時の各溶媒のW量は水が最多であった。また微粒子を投入せず結合剤のみ投入した場合の(a)〜(d)の各結合剤自体の固定量は結合基が非極性基である結合剤(a)が最多であった。このことは結合剤(a)は水分子間の水素結合ネットワークに入れず微粒子を伴いつつ水からはじかれる形で同じ非極性のPE基材表面に集まる現象即ち疎水性相互作用により微粒子固定されるものと推察された。

聚烯烃（PO），例如聚乙烯（PE）通常是表面不活跃的材料，并且极其难以修饰表面。然而，使用独特的技术可以进行表面修饰，其中PO底物浸入含有硅烷基粘合剂（3-甲基丙烯丙烯丙基甲氧西氧基）和细颗粒的搅拌液相中，以固定表面上的细颗粒。这次，我们进一步探讨了为什么表面修饰是可能的。 1。研究了在PO底物上表面修饰的硅烷基粘合剂的化学条件。也就是说，将基于硅烷的粘合剂分子的末端键合组同时倒入四个1％的基于硅烷基粘合剂的水溶液中：（a）甲基丙烯氧基基，（b）环氧基团，（c）氨基组，（c）氨基组，（d）异氰酸酯基团，并在每个时间确定固定在sisttrate表面的W量。结果，使用粘合剂（a）和其他三种类型的粘合剂几乎没有固定时，W量最为常见。因此，已经发现，粘合剂的结合组对PO底物的表面修饰具有显着影响。 2。研究了表面修饰的PO底物的物理条件。也就是说，通过扫描探针显微镜评估PO底物的表面状态。在可能的PE底物（高晶体和无颜料）的表面上，有许多对齐的聚合物，例如板状晶体和层状晶体。另一方面，在困难的PE底物（低晶体或色素化）中未发现这些。 3。通过改变溶剂极性检查了这种现象的驱动力。也就是说，当甲醇，乙醇，N-丙醇和N-丁醇的水顺序减少溶剂时，每个溶剂的最大含量是水。此外，当仅添加粘合剂而没有添加细颗粒时，最常见的粘合剂（a）至（d）固定在每个粘合剂本身（a）本身（a）到（d），其中键合组是非极性组。这表明粘合剂（a）不包括在水分子之间的氢键网络中，并从水中排斥，并且因在相同非极性PE底物表面的表面（即疏水相互作用）的表面收集的现象而被固定。