1。3。3。2 引发剂
在紫外光接枝反应中最常使用的是在聚合物膜表面引入光敏基团和加入光敏引发剂,从而引发单体的接枝反应。预氧化法可以引入光敏基团到聚合物中,且易于操作[19]。外加光敏剂法具有工艺简单,反应速度快的优点,其应用更为广泛。
接枝反应中使用的光敏引发剂大部分是烷基酮、烷苯酮、苯基酮和双酮等酮类物质。Yang[19]研究了各种光敏剂对LDPE-AA体系的引发作用,实验结果表明,二苯甲酮、苯乙酮和氧杂蒽酮都具有十分有效的引发作用,可以获得较厚的接枝层;引发作用良好的光敏剂也包括蒽醌、4,4-二氯二苯酮、苯甲酰基甲酸、双乙酰等,但反应形成的接枝层比较薄。Yang认为;高效的光敏剂必须具备高的三线态能量、强烈的UV吸收、稳定的分子结构以及相应低活性的羰游离自由基四个条件,而二苯甲酮(BP)类光敏剂完全符合这些条件,并对丙烯酸单体的接枝引发特别有效。
当其它反应条件保持不变时,如果增加体系中光敏剂BP的浓度,材料表面的接枝率显示出先增大后减小的变化趋势。这是因为当反应体系中引发剂浓度增大时,反应初期产生的自由基随之增多,材料表面的接枝活化点增加,从而使反应的接枝率有所增大;而当引发剂浓度超过一定值时,过多的自由基引发了AA单体的自聚,与接枝反应形成竞争,自由基之间的碰撞也会影响其活性,接枝率因此而降低[18]。文献综述
1。3。3。3 其它反应条件
紫外光引发LDPE接枝AA的反应历经光引发、链增长和链终止三个过程,符合自由基聚合规律,紫外光照射时间的延长利于光引发过程的进行,因而有助于提高反应的接枝率[20,21]。白明华等研究了LDPE接枝AA的反应条件,结果表明,LDPE的表面接枝率随照射时间延长而增加,当照射15min时达到最大接枝率,而后反应体系内的单体和引发剂逐渐被消耗,接枝率基本保持稳定[18]。王磊等通过改变紫外光照射时间得到了不同接枝率的聚乙烯薄膜,其结果证明接枝率随着照射时间的延长而不断增大。原因是照射时间延长有利于光敏剂BP被紫外光激发,发生夺氢反应而生成自由基,从而使LDPE表面的活性中心增加,接枝率升高,当照射时间超过15min时,AA单体发生自聚反应导致接枝体系的黏度增大,温度升高,终止了接枝反应的进行[16]。
1。4 聚乙烯醇-氧化石墨烯复合材料的研究现状
聚乙烯醇(PVA)是一种无毒、无腐蚀性并且生物相容性良好的水溶性高分子,由聚醋酸乙烯酯水解生成[22]。由于PVA分子链上含有非常多极性很强的羟基,易于在分子内部或分子间产生氢键,所以具有良好的水溶性。此外,PVA还具有优异的成膜性、粘结力和反应性以及良好的耐油脂和耐溶剂性,因而被广泛应用于包装材料、生物医药材料、化妆品、造纸和涂料等产业。通常将聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯共聚物和聚丙烯腈成为三大高阻隔性材料,然而这些材料价格昂贵,国内生产少,为了满足塑料包装工业的需求,具有优秀阻隔性能的PVA涂布膜成为研究热点[23-25]。
PVA涂布膜具有安全环保、原料易得、耐化学性优良等优点,既可以保留PVA具有的各种良好性能,又可以与基材膜的特性进行结合,因而具有广阔的发展前景[25]。目前市场上的PVA涂布膜存在诸多问题,如涂布层耐水性能差、PVA胶液稳定性不好以及涂布牢度差等,限制了PVA的应用和推广,需要对其进行改性来满足作为阻隔包装材料的性能要求[26]。
近年来,使用石墨烯作为填料来制备PVA/石墨烯纳米复合材料,成为PVA改性的研究热点[27]。石墨烯是具有sp2 杂化轨道的单层碳原子晶体,具有良好的力学、电学性能以及生物相容性,但由于石墨烯表现为疏水,并且难于剥离,人们开始倾向于研究氧化石墨烯(GO)。氧化石墨烯是石墨烯的一种衍生物,由石墨经氧化、超声分散得到,其表面、片层及边缘处具有大量羟基、羰基、羧基和环氧基等含氧基团,因而具有良好的亲水性[28]。