發(fā)布時間：2020-12-22 09:02

　　聚偏氟乙烯（PVDF）是一種典型的半結(jié)晶性含氟高分子材料,具有良好的耐化學腐蝕性、耐輻照性、力學性能、加工性能以及特殊的介電性能和壓電性能,被廣泛應(yīng)用于水處理膜、電子電器和碳氟涂料等諸多領(lǐng)域。隨著市場需求的不斷變化,對PVDF的性能提出了更高的要求。PVDF的功能化改性可以通過物理共混和化學接枝來實現(xiàn)。而PVDF與大量聚合物的相容性和粘接性較差,因此通過反應(yīng)性單體對PVDF進行功能化接枝改性具有十分重要的意義。通過化學接枝可以將反應(yīng)性單體以化學鍵的形式固定在PVDF分子鏈上,以獲得永久功能化的PVDF新材料。輻射引發(fā)接枝聚合（即輻射接枝法）是進行聚合物化學接枝的有效手段之一,具有操作簡易、反應(yīng)溫度低、普適性廣等特點。另一方面,反應(yīng)性單體接枝改性的聚合物還可作為增容劑、粘接劑來提高聚合物/聚合物或聚合物/無機填料的相容性和界面粘附力。本文選用兩種不同反應(yīng)活性的反應(yīng)性單體:馬來酸酐（MAH）和丙烯酸（AA）對PVDF進行功能化改性,系統(tǒng)研究了兩種反應(yīng)性單體（MAH或AA）與PVDF的相容性;通過室溫輻射接枝的方法將MAH或AA接枝到PVDF分子鏈上,得到PVDF-g-MAH和PVDF-g-... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

PVDF的分子結(jié)構(gòu)式。

Li等人[86]通過臭氧活化法將對苯乙烯磺酸鈉(SSS)接枝到PVDF的分子鏈上,記為PVDF-g-SSA,如圖1.4所示。具體制備方法為:先通過臭氧的強氧化性在PVDF材料的分子鏈上形成大量具有反應(yīng)活性的過氧基團,而后在80°C下以過氧化苯甲酰(BPO)作為引發(fā)劑,將SSS單體接枝到PVDF的分子鏈上。最后,通過溶劑蒸發(fā)法制得PVDF-g-SSA多孔薄膜。結(jié)果顯示,與Nafion 117膜相比,PVDF-g-SSA具有更高的質(zhì)子導電性和抗污性能。Zhang等人[89]通過紫外光引發(fā)接枝技術(shù)制備了單體接枝率較高的親水性PVDF膜。研究結(jié)果顯示,與未改性PVDF膜的對水接觸角相比(98.8°),三氧化二鉍(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的對水接觸角顯著降低,且隨著Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的對水接觸角從61.3°降低至40.4°。這是由于Bi2O3的引入可以顯著提高AA單體在PVDF膜表面的接枝率,從而實現(xiàn)PVDF膜親水性的顯著提高,其對應(yīng)的機理如圖1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清潔功能。

Zhang等人[89]通過紫外光引發(fā)接枝技術(shù)制備了單體接枝率較高的親水性PVDF膜。研究結(jié)果顯示,與未改性PVDF膜的對水接觸角相比(98.8°),三氧化二鉍(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的對水接觸角顯著降低,且隨著Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的對水接觸角從61.3°降低至40.4°。這是由于Bi2O3的引入可以顯著提高AA單體在PVDF膜表面的接枝率,從而實現(xiàn)PVDF膜親水性的顯著提高,其對應(yīng)的機理如圖1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清潔功能。此外,Liang等人[91]結(jié)合了等離子處理和無機納米粒子涂覆的兩種手段,實現(xiàn)了對PVDF超濾膜的親水改性。PVDF膜通過等離子體誘導后與聚甲基丙烯酸(PMMA)發(fā)生接枝共聚反應(yīng),以PMAA接枝側(cè)鏈上的羧基基團作為氨基基團修飾的SiO2納米顆粒的結(jié)合反應(yīng)位點。正電荷配體修飾的SiO2納米顆粒引入PVDF膜表面后,使其具有良好的親水性、潤濕性和防污性能。PVDF膜的氬氣等離子體處理、接枝共聚以及納米粒子結(jié)合的原理圖,如圖1.6所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]LDPE-g-MAH/PA-6共混合金的制備與性能[J]. 揣成智,周曉明,李強,田世雄.  天津科技大學學報. 2007(03)
[2]聚乙烯與丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 程為莊,彭蓉,杜強國.  功能高分子學報. 1997(01)



本文編號：2931498