把PTFE膜置于苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯类等可聚合的单体中,通过电离辐射如γ射线、照射聚四氟乙烯膜,在聚合物主链上产生活性点,引发其与单体的接枝共聚反应,从而使PTFE膜表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。或通过两步法引进磺酸基团,首先将苯乙烯接枝到PTFE表面,再利用St上苯环的反应活性,与浓硫酸反应,引入磺酸基团。接枝后的PTFE表面变得粗糙,与水的接触角变小,亲水性能明显提高。高度亲水的对苯乙烯磺酸钠不能直接接枝到PTFE多孔膜表面,是因为高度离子化的磺酸基团易形成球状水合离子,与强硫水的PTFE不能相容,阻碍了单体扩散到多孔膜表面进行反应,增加混合溶液中丙烯酸的浓度、提高预辐照剂量可以促进单体在PTFE膜表面的接枝,提高了亲水单体的接技率。接枝反应后丙烯酸/苯乙烯磺酸钠能在PTFE多孔膜表面形成覆盖层,减少膜表面的F元素含量,与水的接触角下降,同时对PTFE膜的亲水改性效果稳定。
经辐照接枝后PTFE薄膜的表面粗糙程度随接枝量的增加而增大,但表面不变色,而且在潮湿环境下表面电阻也不变化。这种方法的优点是操作简单、处理时间短、速度快,但改性后的表面耐久性差,PTFE薄膜经辐射接枝的同时本身受到破坏,拉伸强度下降,伸长率也降低,且辐射源对人体伤害较大,应用受到一定的限制,多停留在实验室研究阶段,难以转化为生产技术。
采用等离子体处理后再接枝的方法可取得较好的效果。先用等离子体预处理PTFE膜,再用亲水性功能单体丙烯酸、苯乙烯磺酸钠盐、N,N—二甲基酰氨和甲基丙烯酸缩水甘油酯水溶液在近紫外光的诱导下发生接技共聚反应。丙烯酸在PTFE的表面发生接枝共聚时有很严重的滞后效应,这表现为表面的分层微孔结构和接枝链完全渗入表面层的下面。苯乙烯磺酸和N,N—二甲基乙酰氨在PTFE表面发生更强烈的接枝共聚反应,前进角和后退角的滞后不是很明显,表现为接枝链部分地渗入表面层的下面。与等离子体处理增加表面亲水性相比,等离子体引发接枝聚合改性后的聚合物表面有两大优点:一是对亲水性的改善程度更大,二是表面性质的改善不随时间而衰减。由于高分子链的运动,等离子体处理中表面引入的极性基团会随之转移到聚合物本体中,导致被改善的表面亲水性随时间而衰减,利用等离子体引发接枝聚合反应,引入较长的亲水性高分子链,则能“固定”所需的亲水性能。