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氧离子束工作压强对PET表面化学键结构及润湿性能的影响
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:真空科学与技术学报
  • 时间:2013.7.20
  • 页码:684-688
  • 分类:TB322[一般工业技术—材料科学与工程] O485[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]大连交通大学材料科学与工程学院,大连116028, [2]大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连116028, [3]琦玉工业大学材料科学与工程学院,琦玉369-0293
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51102030); 辽宁省自然科学基金项目(No.201202024); 大连市自然科学基金项目(No.2010J21DW008); 三束材料改性教育部重点实验室(大连理工大学)开放课题(No.DP1050901/DP1051203); 辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划资助项目(No.LJQ2011043)致谢本文中部分实验表征在日本琦玉工业大学的支持完成,作者之一(丁万昱)在日本进行测试过程中受到日本文部科学省在琦玉工业大学设置的OpenResearchCenter的研究经费支持,在此表示衷心感谢.
  • 相关项目:a-SiOxNy薄膜化学键结构与缺陷形成机理的研究
中文摘要:

利用直流离子源产生氧离子束并在室温条件下与PET表面进行相互作用。通过X光电子能谱仪、接触角测试仪等表征技术,分析氧离子束工作压强对PET表面化学组分、化学键结构,以及对极性H2O分子液体的静态接触角等性能的影响。研究结果表明,当氧离子束与PET表面相互作用时,PET表面的C-O、C-H键首先被破坏,氧离子与C-垂悬键结合形成C-O或C=O极性键。随着氧离子束工作压强的增加,更多的氧离子与PET表面相互作用,导致处理后的PET表面含氧量增加,C=O/C-O比例增加,对极性H2O分子液体侵润性增强。当氧离子束工作压强增加至0.9 Pa时,处理后的PET表面氧元素相对百分比含量由纯PET的28%增加至37%(原子比),C=O/C-O键比例由纯PET的1.13∶1增加至2.85∶1,而极性H2O分子液体的静态接触角由纯PET的55.3°减低至7.0°,接近于完全润湿。上述结果表明,氧离子束是一种有效调节PET表面化学组分、化学键结构、及表面性质的简单而有效的方法。

英文摘要:

The surfaces of polythylene terephthalate(PET) were modified by oxygen ion bombardment at room temperature to improve the surface wettibility.The surface modified PET was characterized with X-ray photoelectron spectroscopy.The impacts of the surface modification conditions,including the pressure,incident angle of oxygen ion beam,and substrate temperature,on the PET wettibility were evaluated.The results show that the pressure of the oxygen ion beam significantly affects the microstructures,bond breaking,contents and wettibility of the PET.For instance,as the pressure increased,the oxygen content and ratio of C=O/C-O on the PET surfaces increased,and the contact angle of polar liquid like water decreased possibly because an increased oxygen ions reacted with surfaces.At 0.9 Pa,the surface oxygen content increased from 28% to 37%(at);the ratio of C=O to C-O bonds increased from 1.13∶1 to 2.85∶1;and the water contact angle dropped from 55.3° to 7°,close to complete wetting.Possible mechanisms responsible for the surface reactions were also tentatively discussed.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
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  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
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  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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