[发明专利]用于等离子体引发聚合物材料表面接枝聚合改性的装置

说明书

本发明涉及表面接枝聚合装置技术领域，具体涉及一种用于等离子体引发聚合物材料表面接枝聚合改性的装置，包括等离子体发生器，所述等离子体发生器内置放有反应容器，所述反应容器内放置有用于表面接枝聚合的聚合物材料，反应容器的口部设置有两通直路活塞，所述两通直路活塞通过二口连接管A分别与单体溶液除氧系统和非聚合性气体提供系统相连接，所述单体溶液除氧系统用于向反应容器内提供反应单体溶液，所述非聚合性气体提供系统用于向反应容器内供给等离子处理的非聚合性气体。该装置搭建、操作方便，且有效解决反应不能有效除氧的问题，保证了接枝聚合反应的顺利进行。

技术领域

本发明涉及表面接枝聚合装置技术领域，具体涉及一种用于等离子体引发聚合物材料表面接枝聚合改性的装置。

背景技术

表面接枝法是聚合物材料表面改性的重要方法，可有效改善材料的表面性能，比如亲水性、抗污染性、粘结性和耐磨损性等。在众多的表面接枝改性方法中，等离子体引发接枝聚合改性是近年来发展较快的方法，其不影响材料的本体性能，同时又具有高效、低成本、环保等特点。在等离子体引发的接枝聚合实验中，首先是在一定真空度下以非聚合性气体等离子体处理材料表面，在表面产生自由基等活性种；随后与预先除氧的烯类单体溶液接触；最后在一定的条件下进行表面接枝聚合反应，整个操作过程需要严格的密封条件。为了保证实验装置的密封性，现有的技术只能将上述“等离子体表面处理”、“单体溶液预先除氧”和“表面接枝聚合反应”三个环节部分的装置合为一体，不能拆卸。而“表面接枝聚合反应”环节需要在避氧及设定的反应温度、时间、搅拌下进行，反应温度和搅拌等条件的控制则需要单独的辅助设备（比如温控仪器、磁力搅拌器等）。显然，将上述三环节整体的复杂装置再与辅助设备进行搭建连接，其操作十分不便、非常困难，反应亦不易控制。

此外，因等离子体产生的自由基等活性种数量不多，反应过程必须严格避氧，但是采用传统的“惰性气体驱氧法”，难以去除单体溶液中溶解的微量氧气，容易造成接枝聚合反应失败。因此，综上分析，需要开发一种新的操作简便且可有效避氧的等离子体引发接枝聚合装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于等离子体引发聚合物材料表面接枝聚合改性的装置，该装置搭建、操作方便，且有效解决反应不能有效除氧的问题。

本发明的技术方案在于：一种用于等离子体引发聚合物材料表面接枝聚合改性的装置，包括等离子体发生器，所述等离子体发生器内置放有反应容器，所述反应容器内放置有用于表面接枝聚合的聚合物材料，反应容器的口部设置有两通直路活塞，所述两通直路活塞通过二口连接管A分别与单体溶液除氧系统和非聚合性气体提供系统相连接，所述单体溶液除氧系统用于向反应容器内提供反应单体溶液，所述非聚合性气体提供系统用于向反应容器内供给等离子处理的非聚合性气体。

进一步地，所述单体溶液除氧系统包括内置有反应单体溶液的球形分液漏斗，所述球形分液漏斗的下口设置有用于开关的活塞并与二口连接管A上部的一个开口相连接，球形分液漏斗的上口与二口连接管B的下口相连接，所述二口连接管B上部的两个开口分别与玻璃毛细管和U型油封相连接，所述玻璃毛细管的一端外接惰性气源，玻璃毛细管的另一端穿过二口连接管B并伸入球形分液漏斗的内部，玻璃毛细管的底部完全浸于反应单体溶液中。

进一步地，所述玻璃毛细管由上至下依次包括进气部、标准磨塞、变径部以及细径部；所述进气部与惰性气源连接；所述标准磨塞与二口连接管B上部的一个开口连接；所述变径部位于二口连接管B和球形分液漏斗内部；所述细径部设于反应单体溶液的液面以下。

进一步地，所述细径部的长度为1~3cm，细径部末端的内径为0.1~0.5mm。

进一步地，所述进气部与惰性气源之间设有阀门。

进一步地，所述U型油封包括U型玻璃管、橡胶塞以及设于U型玻璃管内的硅油，所述U型玻璃管的两侧对称设有进气口和出气口；所述进气口与二口连接管B上部的另一个开口连接，所述出气口连通大气。