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。

γ射线辐照聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸乙酯

以聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)树脂为基材,采用γ射线预辐射接枝法在PVDF树脂上接枝苯乙烯磺酸乙酯(Ethyl styrenesulfonate,ETSS),探讨吸收剂量、接枝温度、接枝反应时间及单体浓度对接枝率的影响。之后在95℃水解PVDF-g-PETSS聚合物得到PVDF接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)离子交换树脂。红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析证明PVDF-g-PETSS及PVDF-g-PSSA被成功制备。当接枝率为120%时,PVDF-g-PSSA的离子交换容量达到2.05 mmol/g。这种将带有磺酸基团的单体通过辐照接枝引入PVDF基材然后水解的方法简单、高效、污染小,有望在离子交换树脂及离子交换膜的制备中得到应用。

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。

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。

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.

聚苯乙烯磺酸钠对掺混聚偏氟乙烯阴离子交换膜的改性表征

聚苯乙烯磺酸钠(PSS)因含有强电离作用的负电荷基团(磺酸基团)可以和聚偏氟乙烯(PVDF)一起改性阴离子交换膜,使膜在提高稳定性的前提下,保证其他性能。本实验采用浸润改性法,用PSS浸润改性添加了PVDF的阴离子交换膜。探讨了PSS含量对膜性能的影响,如膜电阻、离子交换容量、含水率和选择透过性。利用红外光谱仪及扫描电子显微镜表征手段对膜表面性质和结构进行了分析。结果表明,当PSS含量增加时,膜面电阻先降低后升高,离子交换容量和含水率升高,离子选择透过性先升高后降低。虽然PVDF的添加使阴离子交换膜除稳定性外的其他性能下降,但PSS的浸润改性弥补了这一缺陷,这使得PSS与PVDF复合改性的阴离子交换膜具有一定的实用价值。

聚偏氟乙烯超滤膜的辐照接枝改性研究

聚偏氟乙烯超滤膜经Ｃｏ６０辐照，接枝乙烯基单体，再经磺化，成为磺化聚偏氟乙烯超滤膜．研究了辐照剂量、接枝时间对接枝率的影响和磺化反应的条件等．试验表明，改性后膜的亲水性和抗污染性增强．此外，还讨论了膜改性的机理．

γ射线共辐照接枝聚偏氟乙烯超滤膜表面亲水性研究

采用γ射线液相共辐照法对聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride),PVDF)超滤膜进行接枝改性,研究了单体浓度、辐照剂量、链转移剂异丙醇(Isopropanol,IPA)、盐酸(Hydrochloric acid,HCl)、阻聚剂CuSO4浓度对接枝率及膜表面亲水性的影响。结果表明,在所涉实验条件下,接枝率随辐照剂量和接枝体系中单体浓度的增大,随CuSO4及IPA含量的增大而减小,改性膜表面接触角表现出相反的趋势;接枝体系中HCl的添加可以显著提高接枝率,有效降低改性膜表面接触角;改性后PVDF超滤膜表面亲水性显著提高,表面接触角由改性前的83.3°可降低至改性后的39.2°。

臭氧引发接枝制备聚偏氟乙烯亲水膜

利用臭氧的强氧化性,对溶解在N-甲基吡咯烷酮中的聚偏氟乙烯进行处理引入过氧基团,然后通过热引发接枝聚合亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA),通过相转变法(phase inversion)制备具备亲水特性的PVDF分离膜.通过红外光谱、热重分析和接触角测试对接枝改性后的聚偏氟乙烯的结构和性能进行表征.红外光谱显示在1 734 cm-1处出现PEGMA的特征吸收峰,表明已成功接枝上PEGMA.接枝后的PVDF膜接触角降低到42°,表现出很好的亲水性;同时研究了接枝条件对改性膜亲水性的影响,随接枝单体浓度增加其亲水性增大;改性前后的聚偏氟乙烯膜的表面形貌通过扫描电子显微镜(SEM)分析表明,在相同成膜条件下改性后分离膜表面形貌发生很大变化,改性后制备的分离膜有较大的膜孔出现;水通量测试和牛血清蛋白吸附实验进一步表明,接枝改性可以明显改善PVDF分离膜的亲水性和抗污染性能.

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）．

臭氧接枝制备亲水性聚偏氟乙烯中空纤维油水分离膜

膜分离法是一种高效低耗的含油污水处理方法。用于油水分离的膜材料要求既具有良好的亲水性又具有良好的成膜性和力学性能,因此需要对膜进行改性。文中首先在聚偏氟乙烯分子链上臭氧接枝丙烯酸,然后再利用干湿法纺丝制备中空纤维膜,并研究了制膜条件对膜的油水分离性能的影响。实验结果表明,改性后的膜亲水性较好(水接触角<50°),具有很高的纯水通量(400L·m-2·h-1以上)和较高的煤油截留率(>95%)。同时,研究结果表明提高铸膜液浓度、提高挤出压力以及在凝固浴中添加溶剂会使膜的水通量下降而截留率上升。

预辐照聚偏氟乙烯粉体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯

用60Coγ射线预辐照接枝法,在聚偏氟乙烯(PVDF)粉体上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),制备了含有高活环氧基团的PVDF-g-PGMA粉体。结果表明,接枝率随反应时间增大,5 h后基本不变;接枝率随辐照剂量增大;单体浓度较低时接枝率随单体浓度增大,单体浓度>15%后接枝率减小;温度较低时并无接枝反应发生,温度高于30℃,接枝率随着温度增加,50℃时达最大值,温度继续升高接枝率又有所降低。傅里叶红外光谱测试表明接枝物为PVDF-g-PGMA共聚物;差热扫描量热仪分析表明,接枝粉体的熔融温度Tm以及熔融焓△Hf均随接枝率的增大而降低。对接枝粉体进行化学改性得到了多胺基吸附材料。实验证明,改性粉体材料对Cu2+有较好的吸附作用。

紫外接枝改性聚偏氟乙烯膜及处理含酚废水研究

为提高支撑液膜萃取体系的稳定性,以苯乙烯为接枝单体、二苯甲酮(BP)为光引发剂,通过紫外接枝的方法对支撑体聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行疏水改性,研究了制备改性膜的优化实验条件,对改性前后的PVDF膜的官能团、微观形貌和接触角进行了表征,并考察了原膜与改性膜构建的支撑液膜萃取体系处理含酚废水的能力。结果表明,制备改性膜的优化条件为:紫外光照时间15 min,反应温度30℃,接枝单体苯乙烯的质量分数4%,引发剂BP浓度0.3 mol/L。改性后的PVDF膜的接触角提高了76%,疏水性能显著提高。连续运行5次后,处理含酚废水改性膜除酚率比改性前提高了47%,体系运行更稳定。

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。

聚偏氟乙烯接枝改性的研究进展

叙述了聚偏氟乙烯(PVDF)接枝改性的主要方法及其改性树脂的应用领域,特别介绍了在超滤膜亲水改性方面的应用研究,通过接枝改性改善了滤膜的耐污染性,赋予膜材料新的功能,扩大了其应用领域。但目前接枝率偏低,接枝均匀性不佳,改性单体的自聚难以避免,尽量减少或消除单体的自聚一直是接枝反应的难点。进一步开发出性能优异的PVDF功能材料和亲水性超滤膜是重点研究的方向。

聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯接枝材料的合成与表征

以聚偏氟乙烯三氟氯乙烯(poly(vinylidene-fluoride-chlorotrifluoroethylene),即P(VDF-CTFE))为引发剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP),在其主链上接枝液晶6-((4-cyano-4-biphenyl)oxy)hexyl methacrylate(CBHM),合成一种新型的接枝聚合物P(VDF-CTFE)-g-PCBHM。用质子核磁共振(1H-NMR)、红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)表征接枝是否成功。并用差示扫描量热仪(DSC)和广角X线衍射考察了接枝链段对聚合物结晶行为的影响。研究结果表明:在接枝链段参与下,聚合物出现了有利于改善材料电致伸缩性的极性β相;这种合成方式也为其他含CTFE的氟聚合物的修饰改性提供了一种可行的方法。

聚偏氟乙烯基聚合物电解质接枝改性研究进展

聚偏氟乙烯基聚合物是锂离子电池用聚合物电解质较理想的基质材料,但也存在结晶度高、亲液性差等问题。主要综述了采用γ射线、电子束、紫外等辐射,原子转移自由基聚合及溶液接枝聚合等方法接枝苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三丙烯乙二醇醚醋酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚乙二醇等对聚偏氟乙烯基聚合物电解质的改性研究进展。接枝改性后的聚偏氟乙烯聚合物电解质对电解液的亲和性、离子电导率、电化学稳定性和循环性能都有一定程度的提高。

聚偏氟乙烯接枝改性膜的抗污染性能研究

通过紫外辐射引发原子转移自由基聚合的方法制备了接枝率不同的聚偏氟乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯膜(PVDF-g-PMMA),通过对牛血清蛋白(BSA)的过滤来检验膜的抗污染性能。结果显示,随着膜的MMA接枝率增加,膜的亲水性增加,对BSA的静态吸附量减少。接枝率为23.5%的PVDF-g-PMMA膜的吸附量为PVDF膜吸附量的1/2。膜自身阻力Rm和浓差极化边界层阻力Rc的和占总过滤阻力的78%以上,是导致亲水性接枝膜的膜通量降低的主要因素。随着膜接枝率的增加,Rm和Rc逐渐减小,且整个膜过滤阻力逐渐减小。

聚偏氟乙烯共辐射接枝N-乙烯基吡咯烷酮的红外光谱分析

对聚偏氟乙烯(PVDF)、PVP、各种比例的PVDF/PVP共混物,以及通过共辐射接枝得到的多种接枝率的PVDF-g-PVP接枝共聚物进行了红外光谱测定。与称重法得到的结果相比较,发现利用红外光谱可以较好地得到样品中PVP含量的定量结果。研究发现,在共辐照条件下,吸收剂量低于26kGy的辐照对PVDF的红外光谱基本无影响。与PVP含量相等的其混物相比,接枝共聚物中PVP特有的C=O吸收峰的强度明显较低,说明不能简单地通过共混方法,通过红外光谱与PVP含量的定量关系,推断PVDF-g-PVP接枝共聚物中的接枝率。

甲基丙烯酸甲酯在聚偏氟乙烯膜上的辐照接枝

采用电子加速器(EB)预辐照接枝的方法,在聚偏氟乙烯(PVDF)膜上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA),制备了PVDF-g-PMMA膜。研究了辐照剂量、单体浓度、反应温度、反应时间以及溶剂等因素对接枝率的影响规律。结果表明,接枝率随辐照剂量的增大而增加;反应初期接枝率随着单体质量分数的增大迅速增加,当单体质量分数达40%时,增加缓慢;单体质量分数达70%时,接枝率最高;从40℃开始接枝率缓慢上升,至60℃时陡增,之后接枝率基本不变;醇类是接枝反应很好的溶剂。用FT-IR、DSC分析了接枝物的组成及热性能。接枝膜成分为PVDF-g-PMMA共聚物,接枝膜在117℃处出现Tg峰,随着接枝率的增加该峰越来越明显,说明发生了接枝反应。随着接枝率的增加,熔融峰左移并最终消失,说明PMMA的接枝破坏了原PVDF膜的结晶性。吸液率随着浸泡时间的增加而增大,PVDF接枝膜达到的最大吸液率为290%,所需要的时间比原PVDF膜长。接枝率为50%的PVDF膜的离子电导率为6.0×10-3S/cm,吸液率达290%,MMA的接枝改善了PVDF电解质膜的电学性能。