聚偏氟乙烯共混物结构与性能研究及其应用

发布时间：2017-06-25 16:03

  本文关键词：聚偏氟乙烯共混物结构与性能研究及其应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚偏氟乙烯(PVDF)既是一种多晶型含氟聚合物,又因其具有良好的化学稳定性及热稳定性而广泛的应用于驱动器、能量收集材料和分离膜材料等。PVDF的主要晶型为α,β,γ,其中β相表现出优良的压电和铁电性能而备受瞩目。然而,一般条件下PVDF的结晶只能得到无电活性的α相,因此制备β型PVDF得到了广泛关注。另一方面,由于碳氟键的存在使得PVDF表现出强疏水性,作为一种分离膜材料容易造成膜污染,因此必先进行亲水改性。无论是PVDF的晶型转变还是亲水改性的研究,复合是一种常用手段。本文研究了相容共混物中第二组分对PVDF结构与性能的影响。此外,还通过涂覆的方法对PVDF电纺纤维膜进行亲水改性,达到油水乳液分离的目的。具体研究成果如下:(1)研究了共混物中PVDF结晶行为、拉伸诱导α→β相转变行为以及共混物力学性能。结果表明,加入的聚β羟基丁酸酯(P34HB)高于临界浓度时(15 wt%左右),限制了PVDF结晶行为。与此同时PVDF非晶区的非晶P34HB充当了稀释剂,很好的解释了共混物应力迅速下降和相转变受到限制的缘由。PVDF在共混物中拉伸诱导相转变行为很大程度上依赖于P34HB的含量,而与拉伸温度无关。(2)研究了共混物热行为、流变性能以及PVDF高含量β相形成的影响因素。结果表明,加入的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)降低了PVDF的结晶温度和熔点,并在PBS含量为45 wt%左右出现转变。通过共混物流变性进一步证明了这一转变浓度为45 wt%左右。当PBS含量高于临界浓度时,PVDF分散在PBS中,此时PBS是连续相PVDF是分散相,因此PVDF的熔点和结晶温度下降较为明显。另一方面,诱导高含量β相形成必须在低温下进行,而且此时所需的PBS含量也在转变点,低于临界浓度PVDFβ相含量随着α相的减少而增加,高于临界浓度,却截然相反。(3)PVDF静电纺丝纤维膜经过适宜浓度的尼龙6(PA6)溶液改性后,不仅实现了亲水改性而且促进了亚微孔结构形成。结果表明改性后的纤维膜不但能够实现了油水乳液的分离(分离效率99%),而且表现出超强的抗污染能力和良好的机械强度。这使得复合膜有望在分离油水稳定乳液领域发挥潜在的实用价值。
【关键词】：相容体系 相转变 亲水改性 乳液分离
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893;TQ340.64
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 引言8-9
• 1.2 PVDF的结晶形态9-13
• 1.2.1 α晶型9-10
• 1.2.2 β晶型10-12
• 1.2.3 γ晶型12
• 1.2.4 PVDF多晶型之间的相互转化12-13
• 1.3 PVDF共混改性13-16
• 1.3.1 相容体系13-14
• 1.3.2 不相容体系14-16
• 1.4 PVDF分离膜简介16-19
• 1.4.1 分离膜发展史16
• 1.4.2 PVDF分离膜的制备方法16-18
• 1.4.3 PVDF分离膜亲水改性18-19
• 1.5 本课题研究目的、意义与内容19-22
• 1.5.1 研究目的与意义19
• 1.5.2 研究内容19-22
• 第2章 共混物中拉伸诱导聚偏氟乙烯α→β晶型转变22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.2.1 实验原料22-23
• 2.2.2 样品制备及预处理23
• 2.2.3 实验仪器23
• 2.2.4 共混物结晶行为表征23
• 2.2.5 共混物结晶形态表征23-24
• 2.2.6 共混物力学性能表征24
• 2.2.7 共混物晶体结构表征24
• 2.2.8 共混物中拉伸诱导PVDF α→β相转变行为表征24
• 2.3 结果与讨论24-31
• 2.3.1 共混物中PVDF结晶行为的影响因素24-28
• 2.3.2 共混物力学性能28-29
• 2.3.3 共混对拉伸诱导PVDF α→β晶型转变行为的影响29-31
• 2.4 本章小结31-34
• 第3章 共混物中聚偏氟乙烯高含量β晶形成及其影响因素34-44
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验部分35-36
• 3.2.1 实验原料35
• 3.2.2 样品的制备35
• 3.2.3 实验仪器35
• 3.2.4 共混物热行为表征35-36
• 3.2.5 共混物流变性能表征36
• 3.2.6 PVDF在共混物中结构表征36
• 3.2.7 PVDF β相转变及热稳定性表征36
• 3.3 结果与讨论36-43
• 3.3.1 共混物热行为36-39
• 3.3.2 共混对PVDF流变性能影响39-40
• 3.3.3 共混对PVDF β晶形成影响40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 尼龙6改性聚偏氟乙烯纤维膜及其乳液分离44-56
• 4.1 引言44-45
• 4.2 实验部分45-47
• 4.2.1 实验原料45
• 4.2.2 样品制备45
• 4.2.3 悬浮液和乳液配置45-46
• 4.2.4 实验仪器46
• 4.2.5 膜形貌表征46
• 4.2.6 膜润湿行为表征46-47
• 4.2.7 膜力学性能表征47
• 4.2.8 苏丹Ⅲ悬浮液粒径表征47
• 4.2.9 复合膜孔径表征47
• 4.2.10油水乳液及分离效率表征47
• 4.3 结果与讨论47-54
• 4.3.1 尼龙6改性PVDF纤维膜形貌影响47-48
• 4.3.2 膜润湿行为测定48-51
• 4.3.3 复合膜孔径测定及油水乳液分离51-52
• 4.3.4 复合膜抗污能力52-53
• 4.3.5 复合膜力学性能53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 结论56-58
• 参考文献58-68
• 攻读硕士期间发表论文及科研成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 张彬;甄宗晴;郑晓红;赵长通;奚韶锋;;热致相分离法制备PVDF超滤膜处理饮用水中试[J];水处理技术;2014年06期

2 张军英;李新开;王清海;冀克俭;王树伦;;聚偏氟乙烯的晶体结构及应用[J];工程塑料应用;2008年12期

3 陈娜;彭跃莲;纪树兰;;SiO_2对PVDF超滤膜性能的影响[J];膜科学与技术;2007年03期

4 李晓;陆晓峰;段伟;沈飞;;射线辐照接枝丙烯酸改性PVDF超滤膜[J];膜科学与技术;2007年02期

5 刘崎;朱智勇;杨小敏;陈西良;宋玉峰;;PVDF-g-N-IPAAm温敏膜的辐射合成及性能研究[J];辐射研究与辐射工艺学报;2006年02期

6 李英儒,王淑芳;PVDF纤维湿纺研究[J];合成纤维;1995年01期

7 杨德才,陈晔,耿剑咏;PVF_2/PMMA共混物高取向薄膜的形态结构研究 Ⅰ.PMMA对高取向PVF_2晶相结构的影响[J];高分子材料科学与工程;1988年04期

  本文关键词：聚偏氟乙烯共混物结构与性能研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：482663