丙烯酸酯紫外光固化材料表面的XPS研究

摘要

分别在不同的固化氛围(空气和氮气)下对配方相同的双酚A环氧丙烯酸树脂进行紫外光固化,得到了具有不同表面能的固化膜.利用X射线光电子能谱(XPS),在不同的掠射角(60°和90°)下表征了固化膜样品的元素组成、电子结合能、相对含量以及表面官能团类型.结果表明:不同的固化环境会导致材料表面能的差异.与空气下固化的材料相比,氮气下固化的材料表面C1s和O1s原子的结合能均向低结合能方向位移,且低结合能的(C_)-C/(C_)-H含量大于前者的含量,而相对高结合能的(C_)=O和(C_)-O含量均小于前者.在空气下固化时,其表面高结合能的单键氧含量大于氮气下固化的材料表面.材料表面与基材所形成的界面间的原子结合能以及原子各种结合状态的相对含量也不同.如在氮气下固化时,材料表面C1s原子的结合能为286.62 eV,而玻璃界面的结合能为287.48 eV,且两面中C1s和O1s原子5种结合状态的相对含量都有差异.材料自身组分在固化过程中的迁移,使固化膜中C1s和O1s的原子浓度由表及里存在一定的梯度分布.(C_)=O和(C_)-O等基团含量从表面到本体逐渐增多,而(C_)-C/(C_)-H含量从表面到本体逐渐减少.