Surface Modification of Polymer Films by Vapor Phase Photografting of Functional Monomers

기상 UV 그라프트 반응에 의한 고분자 필름의 표면 개질

Surface modification of hydrophobic polymeric materials to be hydrophilic or to have specific functional groups is of great importance for a diversity of applications of the materials. In this study, polyethylene (PE) film surfaces were modified by vapor phase photografting of hydrophilic vinyl monomers with different functional groups. The functional monomers were introduced on PE films by introducing the monomers in vapor phase using a vapor phase photografting apparatus designed by our laboratory. Functional monomers used were acrylic acid (negatively chargeable), acrylamide and allylalcohol (neutral), and allylamine and N,N-dimethyl aminopropyl acryamide (positively charged). The functional monomer-grafted PE film surfaces were characterized by the measurement of water contact angles and the attenuated total reflectance Fourier-transform infrared spectroscopy. The vapor phase photografting seems to be effective means for introduction of various functional groups onto polymeric substrates.

소수성 고분자 재료 표면의 친수화 처리 및 기능성 작용기 도입은 재료의 응용성을 상당히 확장할 수가 있기 때문에 중요성이 인지되고 있다. 본 연구에서는 기상 UV 그라프트 반응(vapor phase photografting)에 의해 서로 다른 이온성을 가지는 비닐계 단량체들을 PE 표면에 도입하여 표면 친수성을 향상시켰다. 이를 위해 acrylic acid(음이온성), acrylamide(중성), allylalcohol(중성), allylamine(양이온성) N,N-dimethyl aminopropyl acrylamide(양이온성) 등 서로 다른 기능성 작용기를 갖는 친수성 단량체들을 본 실험실에서 고안한 기상 UV 그라프트 반응장치를 이용하여 기체상태에서 PE 표면에 도입하였다. 이들 단량체들이 도입된 PE 표면을 물 접촉각 측정과 ATR-FTIR을 이용하여 분석한 결과, 각 기능성 단량체들이 효과적으로 PE 표면에 그라프트되어 표면의 친수성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용한 기상 UV 그라프트 반응은 고분자 표면에 다양한 작용기를 도입하여 표면을 개질할 수 있는 효과적인 방법으로 생각되어진다.