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在不限制本发明的范围的前体下,该方法包括加入一种或多种水溶性和/或水分散性的N-卤胺化合物,例如2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺,和基于阳离子季铵基团(QAM)的N-卤胺等。卤素稳定剂可以是一种或多种自由基清除剂,例如氢醌,(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基哌啶-1,4-二醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。负载组分可以是一种或多种水溶性/可分散的天然或合成聚合物,例如淀粉,纤维素,明胶等及其衍生物,或乙烯基或丙烯酸树脂乳液。潜在的待涂覆介质包括但不限于砂子、沸石、玻璃珠、粘土、玉米芯、草杆和木材。
这两种方法都不可避免地有一定程度的单体自聚所形成的均聚物,因此往往要经过溶剂萃取法或沉淀法除去均聚物,然后鉴定接枝炭材料的结构。2 炭材料接枝方法
近来,一些新颖的接枝方法引起了人们的重视,下面将详细讨论。本文综述了炭材料表面接枝方法,包括化学接枝、辐射接枝、等离子体接枝、臭氧化接枝、光接枝、超声波作用下接枝和电接枝。
2.1 化学接枝:
4 臭氧化接枝。材料在臭氧的气氛中,会生成过氧化物,过氧化物分解产生自由基,引发单体在炭材料表面接枝聚合。用过氧化物处理炭材料表面进行接枝聚合的原理与此类似。
2.5 光接枝。
光引发炭材料表面接枝聚合主要是利用紫外光照射炭材料表面产生自由基,引发单体在炭材料表面接枝聚合。利用紫外光接枝聚合有很多特点,条件温和,长波紫外光(300~400nm)能量低,不为炭材料所吸收,却被光引发剂吸收而引发接枝反应,既可达到炭材料表面改性的目的,又不致影响材料本体,而且工艺简单,便于操作,易于控制,设备投资少。近年来的研究报道逐年增多,其应用领域已从初的简单表面改性发展到表面高性能化、表面功能化等许多高新技术领域。
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(a:未接枝改性的玉米芯;b:接枝后的玉米芯)2.2 热稳定性能分析
玉米芯的热稳定性能可从TGA曲线的分析中得出。从图2可知, 玉米芯接枝共聚物具有良好的热稳定性能。在升温初, 接枝前后的玉米芯都有很小的热失重, 这是可能是由于样品中含有少量残留的水分。继续升温未接枝的玉米芯曲线比较平稳, 而玉米芯接枝共聚物仍有多处热失重, 这可能由于接枝共聚物表面所含的羧基和酰胺基与水形成氢键作用, 失去这部分结合水需要更高的温度。2个样品的分解温度都集中在250~450℃, 对于未接枝玉米芯而言, 在这段温度内主要是糖链的断裂, 而接枝共聚物可能首先是PMAA与PAAm侧链上官能团的分解, 而后是接枝链的断裂, 才开始大分子链的断裂[2,3,4]。通过分析图发现:在相同升温速率下, 接枝共聚玉米芯的分解温度均高于未接枝的玉米芯 (未接枝玉米芯T1/2=336℃, Tmax=345℃;玉米芯接枝共聚物T1/2=373℃, Tmax=400℃) , 从而说明接枝共聚物具有良好的热稳定性能。
3 表面形态与空白样品(图3a)比较,由于二苯甲酮属于小分子,在步辐照后纤维表面无明显变化(图3b),表面也无明显的紫外刻蚀痕迹,耐紫外性能,这也是纤维接枝后力学性能下降较小的原因。甲基丙烯酸(MAA)接枝后表面出现了规则的接枝小球[20,21](图3c/d/e),这些小球的尺寸在100nm~1μm (图3e)之间,分布均匀,小球的形成应该是接枝过程中形成的超枝化结构引起的。为了形成对比实验中我们只打开一只紫外灯以使得纤维只能半面得到辐照,从图3c可以明显看出被照射到的纤维半面接枝了均匀的接枝层,而与背面形成了清晰地边界[22],在背面虽然也出现了零星的接枝小球,这应该是反射到背面的紫外光引起的。