JPS6020941A - ポリフツ化オレフイン成形物へのグラフト重合方法 - Google Patents
ポリフツ化オレフイン成形物へのグラフト重合方法Info
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- JPS6020941A JPS6020941A JP13005383A JP13005383A JPS6020941A JP S6020941 A JPS6020941 A JP S6020941A JP 13005383 A JP13005383 A JP 13005383A JP 13005383 A JP13005383 A JP 13005383A JP S6020941 A JPS6020941 A JP S6020941A
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- Japan
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- molding
- monomer
- ionizing radiation
- monomers
- polyfluoroolefin
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリフッ化オレフィン成形物へのグラフト重合
方法に関し、詳しくは、ポリフッ化オレフィン成形物に
比較的低線量の電離性放射線を照射した後、重合性単量
体に接触させることより、重合体鎖の切断を実質的に伴
うことなく、その成形物に重合性単量体をグラフト重合
させる方法に関する。
方法に関し、詳しくは、ポリフッ化オレフィン成形物に
比較的低線量の電離性放射線を照射した後、重合性単量
体に接触させることより、重合体鎖の切断を実質的に伴
うことなく、その成形物に重合性単量体をグラフト重合
させる方法に関する。
ポリフッ化オレフィンにおけるC−F結合エネルギーは
441 J1モルであって、C−C結合エネルギー34
8 J1モルよりも大きいために、従来、ポリフッ化オ
レフィンに電離性放射線、特に電子線を照射したとき、
一部にはフッ素置換炭素に架橋性ラジカルが生じて、こ
れに重合性単量体が有効にグラフト重合するとしても、
電子線の大部分は重合体鎖を切断するように作用し、重
合体を低分子量物に変性する。即ち、従来、ポリフッ化
オレフィン成形物、特に、ポリテトラフルオロエチレン
成形物に電離性放射線を照射し、これに重合性単量体を
接触させても、単量体の有効なグラフト重合が起こり難
いと共に、ポリフッ化オレフィンが低分子量化するのを
避けることができず、成形物の所要の物性を損なう等の
問題があった。
441 J1モルであって、C−C結合エネルギー34
8 J1モルよりも大きいために、従来、ポリフッ化オ
レフィンに電離性放射線、特に電子線を照射したとき、
一部にはフッ素置換炭素に架橋性ラジカルが生じて、こ
れに重合性単量体が有効にグラフト重合するとしても、
電子線の大部分は重合体鎖を切断するように作用し、重
合体を低分子量物に変性する。即ち、従来、ポリフッ化
オレフィン成形物、特に、ポリテトラフルオロエチレン
成形物に電離性放射線を照射し、これに重合性単量体を
接触させても、単量体の有効なグラフト重合が起こり難
いと共に、ポリフッ化オレフィンが低分子量化するのを
避けることができず、成形物の所要の物性を損なう等の
問題があった。
一方、ポリフッ化オレフィン成形物における上記のよう
な重合体鎖の切断を避けるために低線量の電子線を照射
すると、架橋性ラジカルの生成量が重合性単量体のグラ
フト重合には不十分であったり、或いは電子線の透過量
が少ないために、重合体成形物の極く表面にのめ架1合
性ラジカルが発生し、直ちに雰囲気中の酸素等と反応し
て活性を失ない、重合性l!量体を有効にグラフト重合
させることが困難であった。
な重合体鎖の切断を避けるために低線量の電子線を照射
すると、架橋性ラジカルの生成量が重合性単量体のグラ
フト重合には不十分であったり、或いは電子線の透過量
が少ないために、重合体成形物の極く表面にのめ架1合
性ラジカルが発生し、直ちに雰囲気中の酸素等と反応し
て活性を失ない、重合性l!量体を有効にグラフト重合
させることが困難であった。
また、よく知られているように、ポリフッ化オレフィン
成形物はその表面エネルギーが極めて小さいために、濡
れ性に乏しい。かかるポリフッ化オレフィン成形物の表
面の濡れ性を改善するために、従来より成形物表面をス
パッタエツチング処理する方法が知られているが、本発
明者らは前記したポリフッ化オレフィン成形物へのグラ
フト重合における問題を解決するために、グラフト重合
に先立つポリフッ化オレフィン成形物の表面処理につい
て鋭意研究した結果、」二部スパッタエツチング処理し
た成形物は、比較的低線量の電離性放射線の照射によっ
て、実質的に重合体鎖の切断を伴うことなしに有効量の
架橋性ラジカルを生し、かくして、これを重合性単量体
に接触させることにより、重合性単量体を9ノ果的に成
形物にグラフ1〜重合させ得ることを見出して本発明に
至ったものである。
成形物はその表面エネルギーが極めて小さいために、濡
れ性に乏しい。かかるポリフッ化オレフィン成形物の表
面の濡れ性を改善するために、従来より成形物表面をス
パッタエツチング処理する方法が知られているが、本発
明者らは前記したポリフッ化オレフィン成形物へのグラ
フト重合における問題を解決するために、グラフト重合
に先立つポリフッ化オレフィン成形物の表面処理につい
て鋭意研究した結果、」二部スパッタエツチング処理し
た成形物は、比較的低線量の電離性放射線の照射によっ
て、実質的に重合体鎖の切断を伴うことなしに有効量の
架橋性ラジカルを生し、かくして、これを重合性単量体
に接触させることにより、重合性単量体を9ノ果的に成
形物にグラフ1〜重合させ得ることを見出して本発明に
至ったものである。
本発明によるポリフッ化オレフィン成形物へのグラフト
重合体方法は、ポリフッ化オレフィン成形物を0.00
05〜I Torrの雰囲気圧下に処理電力密度と処理
時間との積で定義される放電処理量が0.1〜50Vi
’・秒/cI11の範囲でスパックエツチング処理した
後、電離性放射線を照射し、次いで、重合性単量体と接
触させることを特徴とする。
重合体方法は、ポリフッ化オレフィン成形物を0.00
05〜I Torrの雰囲気圧下に処理電力密度と処理
時間との積で定義される放電処理量が0.1〜50Vi
’・秒/cI11の範囲でスパックエツチング処理した
後、電離性放射線を照射し、次いで、重合性単量体と接
触させることを特徴とする。
本発明において、ポリフッ化オレフィンは、ポリフッ化
ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニル−フッ化
ビニリデン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン
、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキザフルオロフロヒレン共重合体、フッ化ビニル
−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ヒニリデシ
ーテI−ラフルオロエチレン共重合体、フッ化ヒニリデ
ン−へキザフルオロプロピレン共重合体等を含むものと
し、また、その成形物は、多孔性若しくは無孔性のフィ
ルムやシート、不織布等を含むものとする。
ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニル−フッ化
ビニリデン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン
、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキザフルオロフロヒレン共重合体、フッ化ビニル
−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ヒニリデシ
ーテI−ラフルオロエチレン共重合体、フッ化ヒニリデ
ン−へキザフルオロプロピレン共重合体等を含むものと
し、また、その成形物は、多孔性若しくは無孔性のフィ
ルムやシート、不織布等を含むものとする。
スパックエツチング処理は、例えば、特公昭53−3]
827号公?[こ記載されているように既に知られてお
り、耐圧容器内で減圧雰囲気下に陰陽電極間に高周波電
圧を印加し、放電域のイオンエネルギーの大きい陰極n
1部において、放電によって生じた陽イオンを加速して
陰極上の成形物表面に衝突させる処理である。このため
の装置は、耐圧容器内に陰極と陽極が対向して配設され
、陰極はインピーダンス整合器を介して高周波電源に接
続され、陽極は高周波電源のアース側に接続されて構成
されている。陰極の外側にはシールド電極か配設され、
アース電位に保たれている。成形物は装置によりハツチ
式、連続式いずれにても処理することができる。
827号公?[こ記載されているように既に知られてお
り、耐圧容器内で減圧雰囲気下に陰陽電極間に高周波電
圧を印加し、放電域のイオンエネルギーの大きい陰極n
1部において、放電によって生じた陽イオンを加速して
陰極上の成形物表面に衝突させる処理である。このため
の装置は、耐圧容器内に陰極と陽極が対向して配設され
、陰極はインピーダンス整合器を介して高周波電源に接
続され、陽極は高周波電源のアース側に接続されて構成
されている。陰極の外側にはシールド電極か配設され、
アース電位に保たれている。成形物は装置によりハツチ
式、連続式いずれにても処理することができる。
本発明において、ポリフッ化オレフィン成形物のスパッ
タエツチング処理は、0.0005〜l Torrの雰
囲気圧下で処理電力密度と処理時間との積で定義される
放電処理量が0.1〜50W・秒/ cnl、好ましく
は1〜30W・秒/ clの範囲で行なわれる。このよ
うな条件下でポリフッ化メ1「レフイン成形物をスパッ
タエツチング処理することにより、その表面の濡れ性を
顕著に改善することができ、例えば、処理後の成形物を
水に浸漬すると、表面全面が水に一様に濡れる。
タエツチング処理は、0.0005〜l Torrの雰
囲気圧下で処理電力密度と処理時間との積で定義される
放電処理量が0.1〜50W・秒/ cnl、好ましく
は1〜30W・秒/ clの範囲で行なわれる。このよ
うな条件下でポリフッ化メ1「レフイン成形物をスパッ
タエツチング処理することにより、その表面の濡れ性を
顕著に改善することができ、例えば、処理後の成形物を
水に浸漬すると、表面全面が水に一様に濡れる。
スパッタエツチング処理は通富當温で行なわれる。用い
る高周波電力の周波数は、数百K11z乃至数十MHz
にわたってよいが、実用」二は、工業割当周波数である
1 3.56 Mllzを用いるのが好都合である。電
極間距離は雰囲気圧の平方根の逆数に比例して定められ
、例えば、雰囲気圧が0.005Torrのとき、30
n以上とされる。雰囲気としては、通常、空気や水蒸気
を用いるが、このほかにも窒素、アルゴン、ヘリウム等
の不活性ガス、炭酸ガス等も用いることができる。
る高周波電力の周波数は、数百K11z乃至数十MHz
にわたってよいが、実用」二は、工業割当周波数である
1 3.56 Mllzを用いるのが好都合である。電
極間距離は雰囲気圧の平方根の逆数に比例して定められ
、例えば、雰囲気圧が0.005Torrのとき、30
n以上とされる。雰囲気としては、通常、空気や水蒸気
を用いるが、このほかにも窒素、アルゴン、ヘリウム等
の不活性ガス、炭酸ガス等も用いることができる。
このようにしてスパッタエツチング処理されたポリフッ
化オレフィン成形物表面には、ESCAによる観察の結
果、CaO旧 CHOloll等の活性な極性基が形成
されていることが確認されると共に、水や有機溶剤に対
する濡れ性が著しく改善される。
化オレフィン成形物表面には、ESCAによる観察の結
果、CaO旧 CHOloll等の活性な極性基が形成
されていることが確認されると共に、水や有機溶剤に対
する濡れ性が著しく改善される。
本発明の方法によれば、ポリフッ化オレフィン成彫物が
このように濡れ性が改善されると共に、その少なくとも
表面にかかる活性な極性基が形成されるために、低線量
の放射線の照射によっても、重合性単量体がこれにグラ
フト重合し得るに必要な量の架橋性ラジカルを生成し、
有効に重合性単量体がグラフト重合するのである。例え
ば、未処理の成形物に3メガラッド程度の電子線を照射
した後、これに重合性単量体を接触させても実質的にグ
ラフト重合は起こらないが、本発明の方法に従って予め
スパッタエツチング処理された成形物の場合は、重合性
単量体が有効にグラフト重合し、しかも、照射線量が低
線量であるために、重合体鎖の切断が実質的に起こらな
い。
このように濡れ性が改善されると共に、その少なくとも
表面にかかる活性な極性基が形成されるために、低線量
の放射線の照射によっても、重合性単量体がこれにグラ
フト重合し得るに必要な量の架橋性ラジカルを生成し、
有効に重合性単量体がグラフト重合するのである。例え
ば、未処理の成形物に3メガラッド程度の電子線を照射
した後、これに重合性単量体を接触させても実質的にグ
ラフト重合は起こらないが、本発明の方法に従って予め
スパッタエツチング処理された成形物の場合は、重合性
単量体が有効にグラフト重合し、しかも、照射線量が低
線量であるために、重合体鎖の切断が実質的に起こらな
い。
本発明において、電離性放射線としては、例えば、α線
、β線、γ線、中性子線、X線、電子線等が用いられる
が、好ましくは電子線が用いられる。また、ポリフッ化
オレフィン成形物への電子線照射の照射量は0.1〜5
0メガラツド、好ましくは0.5〜20メガラツドの範
囲である。
、β線、γ線、中性子線、X線、電子線等が用いられる
が、好ましくは電子線が用いられる。また、ポリフッ化
オレフィン成形物への電子線照射の照射量は0.1〜5
0メガラツド、好ましくは0.5〜20メガラツドの範
囲である。
また、重合性単量体としては、ビニル重合性単量体が用
いられ、特に、アクリル酸、メタクリル酸、これらのエ
ステル、スチレン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニル単
量体が好ましく用いられる。このような重合性単量体を
電離性放射線を照射後のポリフッ化オレフィン成形物に
接触させるには、その単量体に応じて単量体自体中に、
又は単量体の水溶液若しくは有機溶液とし、この中に成
形物を浸漬してもよく、或いは重合性単量体の蒸気を接
触させてもよい。
いられ、特に、アクリル酸、メタクリル酸、これらのエ
ステル、スチレン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニル単
量体が好ましく用いられる。このような重合性単量体を
電離性放射線を照射後のポリフッ化オレフィン成形物に
接触させるには、その単量体に応じて単量体自体中に、
又は単量体の水溶液若しくは有機溶液とし、この中に成
形物を浸漬してもよく、或いは重合性単量体の蒸気を接
触させてもよい。
以上のように、本発明の方法によれば、予めポリフッ化
オレフィン成形物をスパックエツチング処理して、その
濡れ性を改善すると共に、少なくとも表面に活性な極性
基を生成さセるので、これに電子線を低線量で照射して
も、重合性単量体のグラフト重合に必要な量の架橋性ラ
ジカルが発生し、かくして、ビニル重合性単量体を有’
9JJにグラフト重合させることができる。
オレフィン成形物をスパックエツチング処理して、その
濡れ性を改善すると共に、少なくとも表面に活性な極性
基を生成さセるので、これに電子線を低線量で照射して
も、重合性単量体のグラフト重合に必要な量の架橋性ラ
ジカルが発生し、かくして、ビニル重合性単量体を有’
9JJにグラフト重合させることができる。
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
れら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1
スパックエツチング装置系内をI X 10 ”Tor
r以下に減圧した後、水蒸気を導入し、装置内雰囲気を
5 X 10 Torrとした。厚み100μのポリテ
トラフルオロエチレン切削シートをアセトンで十分に洗
滌した後、この装置内で上記水蒸気雰囲気圧下に放電処
理量が3W・秒/ C+aとなるように、電力密度を調
整してスパッタエツチング処理した。
r以下に減圧した後、水蒸気を導入し、装置内雰囲気を
5 X 10 Torrとした。厚み100μのポリテ
トラフルオロエチレン切削シートをアセトンで十分に洗
滌した後、この装置内で上記水蒸気雰囲気圧下に放電処
理量が3W・秒/ C+aとなるように、電力密度を調
整してスパッタエツチング処理した。
この処理後のシートを水に浸漬し、引き上げたところ全
面が濡れた。
面が濡れた。
このシートにエレクトロンカーテンビーム(ソニートレ
ーディング社製cB−150型)を用いて、酸素濃度5
00 ppmの窒素気流中、165KV、5mAの条件
下に15メガラツトの電子線を照射した後、直ちにアク
リル酸@量体を注入したガラス管に入れ、窒素置換した
後、封止し、60°Cで14時間静置して、グラフト重
合させた。
ーディング社製cB−150型)を用いて、酸素濃度5
00 ppmの窒素気流中、165KV、5mAの条件
下に15メガラツトの電子線を照射した後、直ちにアク
リル酸@量体を注入したガラス管に入れ、窒素置換した
後、封止し、60°Cで14時間静置して、グラフト重
合させた。
このようにして得られたグラフト重合後のシートからソ
ックスレー抽出器によりアクリル酸のホモ重合体と残存
未反応単量体を抽出した。
ックスレー抽出器によりアクリル酸のホモ重合体と残存
未反応単量体を抽出した。
実施例2
孔径40μの微孔を多数有し、厚みが500μであるポ
リテトラフルオロエチレン多孔性シート(ダイキン工業
@製ポリフロンペーパー)をアセトンで洗滌した後、放
電処理量をLOW・秒/ C+aとした以外は実施例1
と同様にしてスパッタエツチング処理した。
リテトラフルオロエチレン多孔性シート(ダイキン工業
@製ポリフロンペーパー)をアセトンで洗滌した後、放
電処理量をLOW・秒/ C+aとした以外は実施例1
と同様にしてスパッタエツチング処理した。
次いで、この処理後のシートを実施例1と同様にして、
所定線量の電子線を照射した後、アクリル酸又はその水
溶液に浸漬してグラフト重合させた。
所定線量の電子線を照射した後、アクリル酸又はその水
溶液に浸漬してグラフト重合させた。
比較例
実施例2と同じシートをスパッタエツチング処理するこ
となく、実施例1と同じ条件下で電子線を照射し、アク
リル酸をグラフ1へ重合させた。
となく、実施例1と同じ条件下で電子線を照射し、アク
リル酸をグラフ1へ重合させた。
以上のようにして得られた各シートにつぃて、グラフト
化率及び水膨潤度を測定した。結果を第1表に示す。但
し、グラフト化率は、〔(グラフト重合後のシート重量
−グラフト前のシート重量)/グラフト前のシートjT
tffl)X100(%)で定義され、また、水膨潤度
は、グラフト重合後のシーI−について、〔(水に浸漬
後のシート重量−乾燥シー1−の重量)/乾燥シートの
重量)X100(%)で定義される。
化率及び水膨潤度を測定した。結果を第1表に示す。但
し、グラフト化率は、〔(グラフト重合後のシート重量
−グラフト前のシート重量)/グラフト前のシートjT
tffl)X100(%)で定義され、また、水膨潤度
は、グラフト重合後のシーI−について、〔(水に浸漬
後のシート重量−乾燥シー1−の重量)/乾燥シートの
重量)X100(%)で定義される。
第1表
(注)アクリル酸の20%水溶液を用いた。
実施例4
第2表に示すように、ポリテトラフルオロエチレン成形
物として、[−ポリフロンペーパー」、切削シート又は
孔径3μの微孔を多数有する延伸ボリテI・ジフルオロ
エチレン多孔性シートを用い、実施例1と同様にしてス
パッタエツチング処理した後、所定線量の電子線をし照
射し、次いで、表に示す単量体又はその溶液に浸漬して
、グラフト重合させた。得られたシートにおけるグラフ
ト化率を第2表に示す。
物として、[−ポリフロンペーパー」、切削シート又は
孔径3μの微孔を多数有する延伸ボリテI・ジフルオロ
エチレン多孔性シートを用い、実施例1と同様にしてス
パッタエツチング処理した後、所定線量の電子線をし照
射し、次いで、表に示す単量体又はその溶液に浸漬して
、グラフト重合させた。得られたシートにおけるグラフ
ト化率を第2表に示す。
第 2 表
(注)成形物において、Aはポリフロンペーパー、Bは
切削シート、Cは延伸多孔性シートを示し、また、*は
50%ヘンゼン溶液を示す。
切削シート、Cは延伸多孔性シートを示し、また、*は
50%ヘンゼン溶液を示す。
実施例5
実施例1においてコロナ放電処理後のポリテトラフルオ
ロエチレン切削シートにコバルト60γ線を5メガラツ
ド照射した以外は、実施例1と同様にして単量体をシー
1〜にグラフト重合させた。
ロエチレン切削シートにコバルト60γ線を5メガラツ
ド照射した以外は、実施例1と同様にして単量体をシー
1〜にグラフト重合させた。
グラフト化率は、単量体がメタクリル酸のとき25%、
スヂレンのとき12%であった。
スヂレンのとき12%であった。
Claims (1)
- +1) ポリフッ化オレフィン成形物を0.0005〜
ITorrの雰囲気圧下に処理電力密度と処理時間との
積で定義される放電処理量が0.1〜50W・秒/dの
範囲でスパッタエツチング処理した後、電離性放射線を
照射し、次いで、重合性単量体と接触させることを特徴
とするポリフッ化オレフィン成形物へのグラフト重合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13005383A JPS6020941A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | ポリフツ化オレフイン成形物へのグラフト重合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13005383A JPS6020941A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | ポリフツ化オレフイン成形物へのグラフト重合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020941A true JPS6020941A (ja) | 1985-02-02 |
Family
ID=15024923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13005383A Pending JPS6020941A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | ポリフツ化オレフイン成形物へのグラフト重合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0205312A1 (en) * | 1985-06-04 | 1986-12-17 | Nitto Electric Industrial Co., Ltd. | Production of coated rubber plug for containers |
| WO1998031732A3 (en) * | 1997-01-22 | 1998-12-03 | Irori | Methods for radiation grafting to polymeric surfaces |
| US6540866B1 (en) | 1999-06-29 | 2003-04-01 | Institute Of Microelectronics | Method for lamination of fluoropolymer to metal and printed circuit board (PCB) substrate |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP13005383A patent/JPS6020941A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0205312A1 (en) * | 1985-06-04 | 1986-12-17 | Nitto Electric Industrial Co., Ltd. | Production of coated rubber plug for containers |
| WO1998031732A3 (en) * | 1997-01-22 | 1998-12-03 | Irori | Methods for radiation grafting to polymeric surfaces |
| US6540866B1 (en) | 1999-06-29 | 2003-04-01 | Institute Of Microelectronics | Method for lamination of fluoropolymer to metal and printed circuit board (PCB) substrate |
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