5.1.4 پوششهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی / سد
علاوه بر خاصیت سد کننده در برابر بخار آب و اکسیژن ، پوشش های ترکیبی ژل سل همچنین می تواند به عنوان لایه های محافظ در برابر مهاجرت نامطلوب مواد شیمیایی عمل کند. تکنیک.فاضلاب صنعتی با توجه به انتخاب گروههای عملکردی خاص ، پوششهای ترکیبی ژل سل می توانند بیشتر اصلاح شوند تا عملکرد مانع مهاجرت با خواص اضافی ترکیب شود: مقاومت در برابر خراش و سایش ، آبگریزی و اثرات ضد الکتریسیته ساکن (Amberg-Schwab et al.، 2003 )
به منظور کاهش شستشوی دیوکتیل فتالات ، پوشش های هیبریدی سل ژل روی پی وی سی پلاستیکی اعمال شده است (Messori et al.، 2004؛ Massard et al.، 2012).
پوشش های ترکیبی پلی (وینیل الکل) (PVOH) / سیلیس بر روی پلیمرهای سدی مانند پلی (اتیلن ترفتالات) (PET) و پلی پروپیلن جهت دار اعمال شده است. نشان داده شده است که میزان انتقال اکسیژن ، نیتروژن و دی اکسیدکربن هوا می تواند در حضور یک پوشش ترکیبی نازک (1 میکرومتر 1) ، تا دو مرتبه از مقدار بیشتر کاهش یابد. به طور برجسته تر ، مشاهده شده است که مواد این ویژگی را حتی پس از تماس طولانی با آب ، که یک حلال قوی برای PVOH است ، حفظ می کنند (مینلی و همکاران ، 2010).فاضلاب بهداشتی
پوشش های ترکیبی غیر آلی آلی بر اساس پلی (ε-کاپرولاکتون) ، پلی (اکسید اتیلن) یا پلی (اسید لاکتیک) (PLA) به عنوان فاز آلی و سیلیس از تترا اتوکسی سیلان به عنوان فاز غیر آلی تهیه و بر روی فیلم های PLA برای مواد غذایی استفاده شد . تمام پوشش های تهیه شده دارای لایه های همگن متراکم و همگن بودند که با چسبندگی خوب به لایه مشخص می شوند. میزان لایه های پوششی از یک مرتبه کمتر از فیلم PLA بدون پوشش بود (Iotti و همکاران ، 2009).
5.2.2 چسبندگی و قابلیت رطوبت (آب دوستی)
بهبود شخصیت قطبی سطح یک پلیمر ماتریس نشان دهنده یک رفتار مطلوب برای بهبود چسبندگی لازم برای فرآیندهای بعدی فن آوری مانند چاپ ، اتصال و غیره است. یک رویکرد زیبا برای ایجاد سطوح پلیمر هوشمند با خواص چسبندگی انتخابی ( Koberstein و همکاران ، 1998) را می توان از طریق طراحی و توسعه کوپلیمرهای بلوک امگا عملکرد فعال روی سطح به عنوان مواد افزودنی در نظر گرفت. کوپلیمرهای بلوکی از سه جز تشکیل شده اند: یک بلوک با سطح انرژی کم که باعث جدا شدن کوپلیمر به سطح هموپلیمر ماتریس به آن می شود. یک بلوک لنگر که کوپلیمر را به درون آن ماتریس متصل می کند. و یک گروه عملکردی واقع در انتهای بلوک فعال سطح است. گروه انتهایی عملکردی انتخاب می شود تا به طور انتخابی با یک گیرنده مکمل روی بستر هدف تعامل کند.
با این حال ، استفاده از بلوک آمفیفیلیک یا کوپلیمرهای پیوندی برای بهبود قابلیت ترش (رطوبت پذیری) به طور گسترده ای برای پلیمرهای با تنش سطح پایین مانند پلی پروپیلن و غیره پیشنهاد شده است.لوله کاروگیت
تغییرات سطحی پلی پروپیلن از نظر آب دوزی افزایش یافته با استفاده از چندین ماده افزودنی فعال روی سطح مانند افزودنیهای مذاب اتوکسیلاتهای نونیل فنل (داتلا و همکاران ، 2012) ، افزودنیهای اتوکسیله الکل استریل (داتلا و همکاران ، 2011) ، خطی پیشنهاد شده است. و پلی اتیلن گلیکول ستاره ای (PEG) (زو و همکاران ، 2007) و پلی آمفیفیلیک (اتی-
اکسید یلن-ب-اتیلن) (P (E-b-EO)) کوپلیمرهای بلوک (O¨ zen و همکاران ، 2012). ویژگی های سطح حاصل بسیار پویا بودند ، بنابراین ذوب
سطوح پلیمری حاوی مواد افزودنی به قرار گرفتن در معرض آب پاسخ دادند ، و در نتیجه خصوصیات سطحی و مورفولوژی آنها تغییر یافت.
سایر نمونه های پیشنهادی مواد افزودنی فعال سطحی ، کوپلیمرهای پیوند پلی (اتیلن گلیکول-استایرن) برای PS (کیان و همکاران ، 2007) ، کوپلیمرهای پیوند پلی (اتیلن- g- اتیلن اکسید) پیوند برای پلی اتیلن با چگالی کم است. (Hallden و Wesslen ، 2000) ، و پلی [(2-اتیل هگزیل اکریلات-کو-متیل متاکری- اواخر) -g-اتیلن گلیکول مونومیل اتر] برای PMMA (Zhu و همکاران ، 1995).
کم هزینه بودن ، تبلور کنترل شده ، پایداری شیمیایی و مکانیکی امکان استفاده از پلیمرها در انرژی ، آب ، الکترونیک و صنایع پزشکی را فراهم می کند. مطالعات اخیر نشان داده است که خواص سطحی پلیمرها بر دوام و عملکرد آنها در این کاربردها تأثیر می گذارد.ازن با این حال ، عملکرد و عملکرد دستگاه ها و سیستم های مبتنی بر پلیمر بسیار تحت تأثیر روش اصلاح و پارامترهای فرآیند قرار می گیرند ، و نیاز به درک دقیق این روش ها و مکانیسم های عملکرد آنها را برجسته می کند. انتخاب روش اصلاح به طور قطع خصوصیات تقویت شده در پلیمر را تعیین می کند. در این بررسی ، روشهای مختلف اصلاح سطح پلیمر مورد بحث قرار گرفته است.
این روش ها به روش های فیزیکی ، شیمیایی ، حرارتی و نوری دسته بندی می شوند ، در حالی که مزایا و معایب آنها را نشان می دهند. این بررسی همچنین اصلاح سطح پلیمرها را با الگو سازی که شامل یک یا چند روش تصفیه سطح است ، بررسی می کند. یک مطالعه کاربردی در مورد اهمیت نسبی یک روش مربوط به یک زمینه خاص از برنامه نهایی ارائه شده است.
3. تیمار شیمیایی روی پلیمرها
اصلاح شیمیایی سطح پلیمرها در مناطقی مفید است که روشهای فیزیکی معمولی کافی نیستند یا برای تأمین نیازهای صنعت مانند کاربردهای زیست پزشکی ، که خواص تقویت شده بدون تغییر زبری سطح مورد نظر است ، تأمین نمی شوند. اکثر روشهای تصفیه سطح شیمیایی شامل روشهای مرطوب است که در آن پلیمر غوطه ور شده یا با یک ماده شیمیایی آغشته می شود / پاشیده می شود تا خواص سطح آن را افزایش دهد و همچنین بقایای مواد و میکروب ها را از سطح خارج کند تا یک محیط استریل ، مناسب برای کاربردهای پزشکی ، را تسهیل کند (شکل 3a) اچ شیمیایی مرطوب با محلی سازی گروه های عملکردی اکسید شده روی سطح ، به افزایش انرژی سطح کمک می کند. این روش به دلیل نفوذ عمیق حلال به منافذ ماتریس پلیمری موثر است و بدین وسیله امکان انجام عملیات پلیمر در مقیاس بزرگ با هزینه های بسیار کم را فراهم می کند.
مواد شیمیایی مرطوب امکان درمان انتخابی مواد را برای کاربردهای مختلف فراهم می کند. سیاو و همکاران تأثیر اکسیدکننده ها مانند پرمنگنات پتاسیم یا دی کرومات ، و تورم های محلول مرطوب مانند 2- (2-بوتوکسی اتوکسی) اتانول بر روی چهره های پلیمر را نشان داد. [58] در حالی که هر دو معرف به بهبود زبری سطح بستر میزبان کمک کردند ، اکسیدکننده ها اچ اضافی لایه های بالایی را به نمایش گذاشتند. نایلون با محلول ید-پتاسیم یدید تحت درمان قرار گرفته است تا با افزایش تبلور و وزن مولکولی ، چسبندگی سطح آن را افزایش دهد. [28] درمان مش های پلی پروپیلن با یک پایه قوی (هیدروکسید سدیم) منجر به بهبود اتصال سلول به دلیل افزایش چسبندگی شده است ، بدون اینکه خصوصیات مکانیکی آن به خطر بیفتد [59] در حالی که یک تیمار اسیدی باعث افزایش چسبندگی آن به اپوکسی ها می شود. [60] فیلمهای پلی اتیلن ترفتالات (PET) به طور پی در پی با درمان با استونیتریل-پرمنگنات-اسید سولفوریک به صورت انتخابی عملکردی شده اند که منجر به ایجاد زنجیره های کربوکسیلیک جدید در سطح شده است. [61] چسبندگی فلزات به یک سطح اپوکسی-پلیمر در اتصالات الکترونیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. این چسبندگی تقویت شده با تیمار شیمیایی مرطوب پلیمر تسهیل شده است. [62] شوبرک و همکاران نشان داده اند که افزودن گروههای آمینی به رزینهای دی الکتریک باعث بهبود چسبندگی با فلزات الکتروشیمیایی می شود (شکل 3c). [63] تصفیه سطوح پلیمری با گروههای ترکیبی الکترون قوی ، مانند فلورین از طریق واکنشهای محلول یا بخارات شیمیایی ، میزان پذیرش الکترون آنها را افزایش می دهد. [64] قطبیت های triboelectric پلیمرها با عملکردی انتخابی با گونه های واکنشی با بار مثبت و منفی که به صورت کووالانسی به سطح پلیمر پیوند دارند ، افزایش می یابد [65] (شکل 3b). پلیمرهای تیمار شده ولتاژ مدار باز بالا و پایداری عملکرد بیشتری را برای مدت طولانی نشان می دهند. در حالی که روشهای معمول اچ شیمیایی مرطوب از نظر عملی و اقتصادی امکان پذیر است ، مسئولیت تولید کمتر پس پردازش پسماند است که راه را برای گزینه های تصفیه سطح پیچیده تر ، بدون تماس و کارآمد هموار می کند.مخازن اسید