[发明专利]一种疏水物品表面亲水化的方法

说明书

一种疏水物品表面亲水化的方法，包括：步骤1，制备极性聚合物的水溶液，所述水溶液成分包括：(1)由结构式1表示的极性聚合物，其含量为0.5–20mg/mL，(2)氯化钠,其含量为0.001–250mg/mL，(3)多胺或多酚，其含量为0–5mg/mL,其余为水；步骤2，将所制备的溶液加热并保持微沸0–120分钟；步骤3，用上述所制备的热的极性聚合物水溶液涂覆疏水的物品；步骤4，待涂覆的水溶液冷至室温后，用清水淋洗疏水物品的表面，将其置于在空气中自然晾干。

技术领域

本发明属于固体表面处理领域，具体涉及一种实现疏水物品表面亲水化的方法。

背景技术

在人类生产生活中，合成高分子材料，如塑料、树脂和纤维扮演不可或缺的角色。在众多合成高分子材料中，很多具有重要工业价值的合成高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等都是非极性或弱极性的。与之相伴的是其表面能通常非常低，这不仅赋予这类高分子材料良好的绝缘性和耐腐蚀性，同时也造成这类高分子材料表面物理化学性质非常惰性，特别是体现在其表面非常疏水，在常温常压下在空气中水滴在其表面的接触角(θ_w/a)大于90度(接触角测量所用水滴的体积为2–3微升)。目前全球的涂料工业正在加快实现以绿色环保的以水性涂料取代传统油性涂料，以减少有机挥发物的排放，消除有机挥发物对人体健康和生态环境的危害。可是因为低极性高分子表面的表面能明显小于水的表面张力，因此以水为分散介质的水基涂料无法有效地浸润这样的高分子表面，很难铺展成一层均匀的液膜。为了促进水基涂料在其上有效铺展，疏水高分子表面需要通过伽马射线或高能量等离子体辐照等方法对其进行强氧化处理，增加表面能。不过目前的这些表面处理方法均需借助复杂的，庞大的设备，操作复杂，操作成本和能耗高，无法用于大规模，大面积的表面处理应用，很难和现在的涂料工艺结合。另外，这些强氧化的表面处理方法无法实现的对氟化高分子如聚四氟乙烯的表面亲水化。正是因为这些技术困难，尽管越来越的绿色环保的水基涂料被开发出来，其所使用的对象基本集中与高表面能如砖，混凝土，石灰等无机固体表面，金属表面，以及木质材料表面。截至目前，水基涂料鲜有应用于低表面能的塑料表面的涂覆。

发明内容

伴随着当代化学的高度发展，化学家在不断完善传统的以共价键结合为核心的化学合成和修饰技术，同时更是借鉴生物组织借助分子间非共价键的弱相互作用，如范德化力和氢键，将不同小分子和高分子组装在一起，形成超分子结构。蛋白质就是这种借助分子间弱相互作用组装的范例。多肽高分子链分子通过范德化力和氢键一起组装成二级结构的α-螺旋和β-折叠，后者再借助范德化力和氢键组装成具有复杂的三级乃至四级结构的蛋白质。受到生物高分子通过分子间弱相互作用组装的启发，本发明旨在基于分子间弱相互作用的方式将极性聚合物有效地，均匀地吸附在非极性或弱极性的聚合物表面，形成致密的薄膜涂层，进而开发一种简单可行的、可以大规模化应用的疏水物品表面亲水化的方法。