稀土络合物/聚乙烯功能膜的制备及性能研究

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线性低密度聚乙烯(LLDPE)具有价格低,易加工,力学性能好等特点,被广泛用于农用棚膜。稀土络合聚合物因其特殊结构,具有转光性能,在化工、生物和农业领域具有潜在的应用。本文选用LLDPE作为基质,制备稀土络合物/聚乙烯功能膜,并对功能膜的性能进行了表征。以Eu3+为中心离子,以单硬脂酸单衣康酸甘油二酯(GI)和单月桂酸二乙醇酰胺单衣康酸甘油二酯(LI)为第一配体,邻菲罗啉(Phen)为第二配体,制备了两种铕稀土络合物Eu(GI)3Phen和Eu(LI)3Phen。红外光谱分析结果表明,两种稀土络合物已经合成成功;荧光分析结果显示,Eu(GI)3Phen在275 nm左右具有紫外吸收谱带,在617 nm左右具有发射谱带;Eu(LI)3Phen在292 nm左右具有紫外吸收谱带,在615 nm左右具有发射谱带。TGA证明两种稀土络合物热学性能稳定,可以在190 oC下可以进行热反应加工。然后将LLDPE分别与Eu(GI)3Phen和Eu(LI)3Phen进行熔融挤出接枝吹膜,制备聚乙烯接枝铕稀土络合物LLDPE-g-Eu(GI)3Phen和LLDPE-g-Eu(LI)3Phen薄膜。结果表明,Eu(GI)3Phen和Eu(LI)3Phen对样品的熔融温度、结晶温度和晶型以及力学性能没有大的影响。荧光分析表明,随接枝物中铕稀土络合物浓度升高,聚乙烯接枝膜荧光强度逐渐增强,LLDPE-g-Eu(GI)3Phen薄膜中Eu(GI)3Phen的浓度大于2.0 wt%时,发生荧光猝灭现象。接枝膜的水接触角测试表明,接枝铕稀土络合物有效减小了LLDPE薄膜的接触角。60 oC下加速流滴实验表明,随着铕稀土络合物的浓度的增加,流滴期逐渐延长,配体极性更强且分子结构较小的Eu(LI)3Phen对延长流滴期的作用更大。将GI、EDM和Eu(GI)3Phen按不同配比,分别通过共混和接枝制备了稀土络合物/聚乙烯薄膜。DSC和力学性能结果表明,共混和接枝对LLDPE的热学性能和力学性能影响不大。荧光分析表明,薄膜流滴12天后,浓度2.5 wt%Eu(GI)3Phen的LLDPE/Eu(GI)3Phen共混薄膜荧光强度下降了97.8%,浓度1.5 wt%Eu(GI)3Phen和0.6wt%EDM的LLDPE/Eu(GI)3Phen/EDM共混薄膜荧光强度下降了96.0%;而浓度为2.5 wt%和1.5 wt%Eu(GI)3Phen的LLDPE-g-Eu(GI)3Phen薄膜,荧光强度分别下降20.5%和69.5%。水接触角测试表明,混合EDM的薄膜拥有更小的接触角。60 oC下加速流滴测试表明,加入EDM的LLDPE薄膜普遍拥有更长流滴期,加入EDM的LLDPE-g-Eu(GI)3Phen的薄膜加速流滴期最长,达到了12天。
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