一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法技术

本发明专利技术涉及聚芳醚复合材料改性技术领域，尤其涉及一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法。本发明专利技术提供了一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，包括以下步骤：将聚芳醚复合材料进行飞秒激光处理后，对所述聚芳醚复合材料的表面进行微观结构的加工，得到浸润改性聚芳醚复合材料。所述方法可以在保证其力学性能的同时，实现其浸润性可控(水接触角在0

【技术实现步骤摘要】
一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法


[0001]本专利技术涉及聚芳醚复合材料改性
，尤其涉及一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法。

技术介绍

[0002]上个世纪六十年代末以来，各国学者对特种工程塑料的研究逐渐深入，现如今，特种工程塑料已经成为一些领域不可替代的材料，特种塑料是指综合性能较高，能够长期在150℃以上使用的工程塑料。主要有聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺和聚砜等。其中聚芳醚类材料的耐热性、耐磨性、阻燃性和抗腐蚀性等性能尤为优秀，因此应用也更为广泛。
[0003]随着对特种塑料应用研究的深入，对其表面浸润性的关注也越来越高。浸润性作为固体表面的一种特殊性质，在各行各业均发挥着不可替代的作用，浸润性的特种塑料表面可以代替传统的亲水疏水材料，在满足表面浸润性的同时，具有高强度、耐高温和耐腐蚀等优异性能。因此，可以满足一些严苛环境的使用要求。随着科学技术的发展，能够被广泛应用在生物医学、航空航天和人造器官等方面。但是目前特种塑料的表面浸润性存在研究内容单一的问题，影响了拓宽更多特种塑料应用的需求市场。
[0004]改变特种工程塑料的表面浸润性，通常有两种方式，一是在材料表面构筑微观结构，二是改变材料表面的化学组成。目前，研究者主要采用共混的方法，改变材料的表面化学组成来实现浸润性的改变。公开号为CN103071402A的中国专利通过酚酞基聚芳醚酮与高分子量的聚乙烯吡咯烷酮溶液共混，制备表面具有亲水性的超滤膜。但是上述材料在实现材料表面具有亲水性的基础上，牺牲了材料的力学强度，很难保证力学性能的同时，实现表面浸润性的改变。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，所述方法可以在保证其力学性能的同时，实现其浸润性可控(水接触角在0
°
～155
°
的变化)的目的。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，包括以下步骤：
[0008]将聚芳醚复合材料进行飞秒激光处理后，对所述聚芳醚复合材料的表面进行微观结构的加工，得到浸润改性聚芳醚复合材料。
[0009]优选的，所述飞秒激光处理的条件参数包括：光斑直径为10～100μm，扫描频率为0.1～20KHz，额定功率为0.1～10W，波长范围为240～2600nm，脉冲宽度为10～130fs。
[0010]优选的，所述微观结构的加工包括：将经过飞秒激光处理后的聚芳醚复合材料安装在计算机控制的X
‑
Y
‑
Z平移台上进行移动和旋转，然后对所述聚芳醚复合材料材料进行加工。
[0011]优选的，所述移动和旋转的速度独立为0～100mm/s，且不同时为0。
[0012]优选的，进行所述飞秒激光处理前，还包括对所述聚芳醚复合材料进行预处理；
[0013]所述预处理包括依次进行的清洗和干燥。
[0014]优选的，所述聚芳醚复合材料的制备原料包括聚芳醚类高分子聚合物和填料；
[0015]所述填料与聚芳醚类高分子聚合物的质量比为(0～100):100。
[0016]优选的，所述聚芳醚类高分子聚合物在5kg的压力下的熔融指数为10～80g/10min。
[0017]优选的，所述聚芳醚类高分子聚合物为聚芳醚酮复合材料、聚芳砜、聚醚砜、聚芳醚砜复合材料和联苯聚砜中的一种或几种。
[0018]优选的，所述填料为玻璃纤维、碳纤维、羟基磷灰石、碳纳米管、二氧化钛、石墨烯、氧化锌和氧化铝中的一种或几种。
[0019]优选的，所述微观结构的加工方式为刻蚀。
[0020]本专利技术提供了一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，包括以下步骤：将聚芳醚复合材料进行飞秒激光处理后，对所述聚芳醚复合材料的表面进行微观结构的加工，得到浸润改性聚芳醚复合材料。所述聚芳醚复合材料在经过飞秒激光加工后，会在所述聚芳醚复合材料的表面形成碳化或羟基羧基等亲水基团，引起表面能的变化，从而导致表面浸润性的变化；然后进行微观结构的加工在表面蚀刻出微观结构，构筑微观结构，改变材料表面浸润性，进而实现接触角的变化；由于两者的协同作用实现0
°
～155
°
接触角的变化。
附图说明
[0021]图1为实施例1中未加工聚醚醚酮表面水接触角测试图片；
[0022]图2为实施例1制备得到的微观结构为不同间距网状凹槽结构的浸润改性聚芳醚复合材料的水接触角测试3s内连续图片，水接触角为3.5
°±1°
。
[0023]图3为实施例6制备得到的表面宽度为60μm条形凹槽的超疏水聚醚醚酮表面水接触角测试图片；
[0024]图4为实施例1、2、4、9、10和11进行飞秒激光处理后得到的聚芳醚扫描电镜图；其中，(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例4，(d)为实施例9，(e)为实施例10，(f)为实施例11；
[0025]图5为实施例1、4、5和6进行飞秒激光处理后得到的聚芳醚激光共聚焦显微镜图；其中，(a)为实施例1，(b)为实施例4，(c)为实施例5，(d)为实施例6；
[0026]图6为实施例1、7、9、10、11、12和13中的聚芳醚复合材料在加工前后拉伸强度对比图；
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，包括以下步骤：
[0028]将聚芳醚复合材料进行飞秒激光处理后，对所述聚芳醚复合材料的表面进行微观结构的加工，得到浸润改性聚芳醚复合材料。
[0029]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0030]本专利技术通过飞秒激光对聚芳醚复合材料进行加工处理，在其表面构筑特殊的微纳结构，从而得到浸润性改性的聚芳醚复合材料。
[0031]在本专利技术中，所述聚芳醚复合材料的制备原料优选包括聚芳醚类高分子聚合物和
填料；所述填料与聚芳醚类高分子聚合物的质量比优选为(0～100)：100，更优选为0～50％，最优选为20％～30％。本专利技术对所述聚芳醚复合材料的形状没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的薄膜、片材、板材等均可。
[0032]在本专利技术中，所述聚芳醚类高分子聚合物在5kg的压力下(通过砝码提供)的熔融指数优选为10～80g/10min，更优选为20～60g/10min，最优选为30～50g/10min。在本专利技术中，所述聚芳醚类高分子聚合物优选为聚芳醚酮复合材料、聚芳砜、聚醚砜、聚芳醚砜复合材料和联苯聚砜中的一种或几种；所述聚芳醚酮复合材料更优选为无定型聚芳醚酮复合材料；本专利技术对所述聚芳醚酮复合材料和聚芳醚砜复合材料的具体种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可；当所述聚芳醚类高分子聚合物为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对聚芳醚复合材料进行浸润性改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚芳醚复合材料进行飞秒激光处理后，对所述聚芳醚复合材料的表面进行微观结构的加工，得到浸润改性聚芳醚复合材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞秒激光处理的条件参数包括：光斑直径为10～100μm，扫描频率为0.1～20KHz，额定功率为0.1～10W，波长范围为240～2600nm，脉冲宽度为10～130fs。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微观结构的加工包括：将经过飞秒激光处理后的聚芳醚复合材料安装在计算机控制的X
‑
Y
‑
Z平移台上进行移动和旋转，然后对所述聚芳醚复合材料进行加工。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动和旋转的速度独立为0～100mm/s，且不同时为0。5.如权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱轩伯，孙炜博，毕然，谢非，孙嘉阳，李炜，张海博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：