掺杂纳米SiO_2的PVDF-g-PSSA质子交换膜

以聚偏氟乙烯(PVDF)为骨架,采用溶液接枝苯乙烯磺酸,合成了掺杂纳米SiO2颗粒的复合质子交换膜(PVDF/xSiO2-g-PSSA).利用红外光谱、热失重分析方法、扫描电镜,对膜的结构、热稳定性、表面及断面形态进行了表征.考察了膜的吸水率、电导率、甲醇渗透性等性质.结果表明,纳米SiO2颗粒能提高膜的阻醇性能,掺杂质量分数10%的适量SiO2颗粒所得的复合膜的甲醇渗透系数达1.0×10-7cm2/s,低于聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)膜的1.7×10-7cm2/s,仅为Nafion-117的渗透系数的二十分之一.PVDF/10%SiO2-g-PSSA复合膜具有较高的选择性,在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.

射线辐照接枝丙烯酸改性PVDF超滤膜

采用Co-60γ射线共辐照方法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行接枝丙烯酸(AAc)辐照改性,研究了在一定辐照剂量下AAc体积分数对接枝率的影响,以期达到改善其亲水性的目的.试验表明,在吸收剂量为25 KGy时,接枝率在较低浓度时随AAc体积分数的增大而线性增大,AAc体积分数大于0.40后,接枝率基本不再变化;采用表面水接触角、全反射红外光谱(ATR-IR)分析了膜的表面性质及变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观测了膜的表面形态.结果表明,辐照改性后膜表面接触角大幅下降,且随接枝AAc体积分数升高而降低;辐照改性后PVDF超滤膜表面膜孔数量减少,纯水通量降低,截留率提高.

聚偏氟乙烯接枝3-苯基丙烯酸的改性研究

以过氧化对苯二甲酰（BPO）为引发剂，3-苯基丙烯酸为单体，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中引发接枝聚合，制得接枝3-苯基丙烯酸的聚偏氟乙烯．通过红外测试、差示扫描量热仪以及热失重分析表明3-苯基丙烯酸（CA）接枝到PVDF骨架上．通过接触角测试，发现改性后的聚偏氟乙烯（PVDF—g—P（CA））的接触角由88°降低到54°．以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为致孔剂，分别以PVDF和改性后的PVDF-g-P（CA）为原料，采用流延法制备聚偏氟乙烯膜．通过扫描电子显微镜（SEM）观测了PVDF膜改性前后的表面形貌，测试接枝前后PVDF膜纯水通量．结果表明，PVDF—g—P（CA）膜的孔径在600~700nm之间，孔径分布较均匀，纯水通量为81L／（m2·h），比PVDF膜的水通量增加了16L／（m2·h）．

改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸质子导电膜的结构与形貌

以过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,通过溶液接枝聚合法把苯乙烯接枝到原硅酸钠改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,磺化后得到聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)电解质膜。研究发现,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯发生接枝聚合反应,且接枝率与添加原硅酸钠的质量分数呈线性变化关系。用红外光谱检测原硅酸钠改性的PVDF膜经过接枝和磺化后所发生的结构变化,并用扫描电镜(SEM)观察PVDF膜接枝前后的形貌以及接枝磺化后产物PVDF-g-PSSA膜的形貌及硫和硅分布。研究表明,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯进行接枝共聚反应时,PVDF膜结构在接枝前后和磺化前后发生变化,确认苯乙烯接枝到PVDF膜上。

预辐射接枝四氟乙烯-乙烯共聚物湿敏膜的制备及特性研究

利用2 MeV电子加速器,在常温下采用预辐照引发接枝的方法,在四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS),制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入,并对接枝膜的热力学和化学特性进行了研究.结果表明,随着接枝率的增加,接枝膜的结晶度逐渐降低,接触角逐渐减小,接枝膜的亲水性逐渐增强.利用制备的接枝膜构建了电阻型湿度传感器,并测定了传感器的电学特性.在相对湿度(RH)从5%变化到98%时,传感器电阻线性变化范围接近4个数量级,具有响应速度快(吸附<1 min,解吸<2 min),湿滞小(<2%RH)的特点.

四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯一步接枝聚苯乙烯磺酸油水分离膜的制备及性能

利用四甲基氢氧化铵(TMAH)聚偏氟乙烯(PVDF)进行改性,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将苯乙烯磺酸(SSA)接枝到改性的PVDF骨架上,制得聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PSSA-g-PVDF)油水分离膜。研究了TMAH质量分数对PSSA的接枝率和油水分离膜性能的影响,同时采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和视频光学接触角测量仪测试了膜的结构和表面接触角。结果表明,TMAH使PVDF脱去部分氟化氢(HF)产生碳碳双键,硫元素均匀地分布在分离膜中。PSSA的接枝率随着TMAH的质量分数增加而升高,分离膜的水通量随接枝率的升高先增加后降低。当TMAH质量分数为20%,分离膜的接触角在30 s内降低到37.2°,接枝率和水通量分别为22.1%、643.3 L/(m·h),截留率和水通量恢复率分别达到90.6%和93.7%,衰减率为7.1%。循环测试显示膜的水通量恢复率和油水通量恢复率均在90%以上。

预辐照接枝丙烯酸、苯乙烯磺酸钠对聚全氟乙丙烯膜性能的影响

采用常温下γ射线预辐照引发接枝的方法,在聚全氟乙丙烯(FEP)上接枝了丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS),制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜.傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入.采用XRD、TGA和接触角研究了接枝率对FEP膜的结晶度、热学特性及亲水性等性能的影响.结果表明,随着制备的FEP膜接枝率的增加,膜的结晶度、热稳定性和接触角逐渐减小;与此相反,FEP膜的亲水性能随接枝率的增加而增加.接枝膜湿敏性能测定结果表明,在相对湿度从5%RH变化到98%RH时,接枝膜电阻线性变化范围接近3个数量级,具有响应速度快(吸附<1min,解吸<2min),湿滞小(<3%RH)的特点,具有应用于电阻型湿度传感器的广阔前景.

紫外光引发直接接枝丙烯酸制备聚偏氟乙烯pH敏感膜

聚偏氟乙烯铸膜液中添加多乙烯多胺,制备含碳碳双键的聚偏氟乙烯超滤膜;在不除氧和无光引发剂条件下,采用紫外光直接辐射将单体丙烯酸接枝到聚偏氟乙烯膜表面,制备了聚偏氟乙烯pH敏感膜。考察单体丙烯酸浓度、反应时间与接枝率的关系,当丙烯酸质量分数为40%,反应时间20 min时,膜接枝率为26.6%。当接枝率为18.7%时,膜的pH敏感性最为显著。

聚偏氟乙烯溶液法接枝苯乙烯磺酸膜的结构与形貌研究

以过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,通过溶液接枝聚合法把苯乙烯接枝到碱处理过的聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,磺化后得到聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸(PVDF g PSSA)电解质膜。研究发现碱处理过的PVDF膜更容易与苯乙烯发生接枝聚合反应,且接枝率与碱处理时间呈线性变化关系。用红外光谱、差示扫描量热法检测PVDF膜经过接枝以及随后的磺化所发生的膜结构变化,并用SEM观察PVDF膜接枝前后以及接枝磺化后产物PVDF g PSSA膜的形貌及硫分布。研究表明,用KOH碱处理过的PVDF膜与苯乙烯进行接枝共聚反应时,PVDF膜结构在接枝前后和磺化前后发生变化,说明苯乙烯确实接枝到PVDF膜上。

接枝丙烯酸对聚偏氟乙烯膜表面亲水改性的研究

为了改善传统聚偏氟乙烯(PVDF)亲水性不强的缺点,本研究以二苯甲酮(BP)为光引发剂,通过紫外光照,将亲水性单体丙烯酸接枝于PVDF膜的表面。通过测试纯水接触角和吸水率的表征值,考察PVDF膜改性前后的亲水性的变化,并且确定了引发剂浓度、辐照时间等因素对接枝率的影响。结果发现接枝后的PVDF膜的亲水性得到明显改善,而且随着光引发剂浓度的增大,丙烯酸的接枝率先增大而后在一定区间内保持稳定。本实验还通过衰减全反射光谱和扫描电子显微镜图片对接枝后PVDF膜表面化学组成和微观形貌进行了表征。

紫外接枝丙烯酸对PVDF膜表面改性的研究

以二苯甲酮为光引发剂,通过紫外辐照将亲水性单体丙烯酸接枝于聚偏氟乙烯(PVDF)膜的表面。考察了光引发剂浓度和辐照时间对接枝率的影响,并利用衰减全反射光谱和扫描电子显微镜对接枝后PVDF膜表面的化学组成和微观形貌进行了表征。结果表明:随着光引发剂浓度的增大,丙烯酸的接枝率先增大后减小。通过纯水接触角和吸水率研究了接枝后的PVDF膜的亲水性,发现接枝后的PVDF膜的亲水性得到明显改善。

PVDF基两性离子交换树脂的辐射合成及性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)树脂为基材,采用共辐射接枝方法,在PVDF树脂上接枝苯乙烯(St)/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)二元单体,随后对接枝产物进行磺化和质子化反应引入磺酸基和叔氨基正离子得到了一种新型的PVDF基两性离子交换树脂.红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重和扫描电镜(SEM)分析证明了辐射引发接枝共聚及功能化反应的成功进行.接枝反应条件如溶剂、剂量和二元单体浓度对接枝率(GY)有明显的影响.随着接枝率的增加,功能树脂的离子交换容量随之增大,但接枝链St与DMAEMA的摩尔比不变,其阳离子及阴离子交换容量最大分别可达2.16 mmol/g,1.06 mmol/g.

改性聚偏氟乙烯接枝磺化聚(苯乙烯-co-丙烯酸)膜的研制

以过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,通过溶液接枝聚合法把苯乙烯/丙烯酸同时接枝到原硅酸钠改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,磺化后得到聚偏氟乙烯接枝磺化聚(苯乙烯-co-丙烯酸)膜(PVDF-g-P(SSA-co-AA)).研究了苯乙烯和丙烯酸的不同比例对膜的接枝反应及其相对湿度对膜电导率和含水量的影响.用傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测原硅酸钠改性的PVDF膜经过接枝和磺化后所发生的结构变化,并用扫描电镜(SEM)观察PVDF膜接枝前后的形貌以及接枝磺化后产物PVDF-g-P(SSA-co-AA)膜的形貌及硫和硅分布.结果表明,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯/丙烯酸同时发生接枝聚合反应,环境的相对湿度在20%～80%范围,对添加10wt%Na4SiO4的PVDF-g-P(SSA-co-AA)膜的电导率的影响基本不变,并达到0.0198S·cm-1.原硅酸钠改性的PVDF膜结构在接枝前后和磺化前后发生变化,确认磺化反应不只是在膜表面,同时渗入膜中进行.