磁控溅射法PVDF/Cu合金膜的制备及其结构与性能研究

发布时间：2021-04-26 02:42

　　聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶聚合物,以其优良的化学稳定性、耐辐射性、耐热性和易成膜性而倍受青睐,广泛应用于水过滤、分离等领域。磁控溅射技术因具有高沉积速率、低基底温度、与基材结合牢固、相对便宜的沉积方式和易于工业化等优点,在建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等镀膜工业领域中得到广泛应用,并且在膜分离领域中逐渐崭露头角。基于此,本论文将膜分离技术与光电技术结合,利用直流（DC）磁控溅射技术在PVDF膜表面沉积金属纳米铜层,制备PVDF/Cu合金膜,研究磁控溅射工艺参数对膜结构和性能的影响规律。通过蒸汽诱导相分离法（VIPS）制备多孔PVDF膜,探究了在搅拌温度50℃,相对湿度80%,成膜温度50℃时,不同聚合物浓度下基膜的结构和性能。结果表明,随着PVDF浓度从20wt%增加到27wt%,膜表面形态由球状粒子向网状结构转变,PVDF膜水接触角100.01°降低到77.56°,膜的平均孔径和最大孔径、孔隙率、水通量随着PVDF的浓度增加而减小,而PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率都增加。以25wt%浓度的PVDF膜为基膜,利用磁控溅射技术在其表面沉积纳米铜薄膜,并利用原子力显... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 膜技术及膜材料概述
        1.1.1 膜的定义及分类
        1.1.2 膜过程及应用
        1.1.3 膜分离技术的发展
        1.1.4 膜材料
    1.2 金属膜及磁控溅射技术
        1.2.1 金属膜
        1.2.2 磁控溅射的原理
        1.2.3 磁控溅射的特点
        1.2.4 磁控溅射在膜分离领域中的应用
    1.3 PVDF膜
        1.3.1 PVDF膜的制备方法
        1.3.2 抗污PVDF膜的研究进展
    1.4 研究目的意义及主要内容
        1.4.1 研究目的与意义
        1.4.2 研究的主要内容
第二章 实验部分及基膜结构与性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料及试剂
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 VIPS法制备PVDF膜
        2.1.4 磁控溅射法制备PVDF/Cu合金膜
    2.2 结构与性能表征
        2.2.1 原子力显微镜（AFM）
        2.2.2 X射线能谱分析（EDX）
        2.2.3 X射线光电子能谱（XPS）
        2.2.4 X射线衍射（XRD）
        2.2.5 场发射电子显微镜（FE-SEM）
        2.2.6 接触角
        2.2.7 孔径尺寸
        2.2.8 孔隙率
        2.2.9 水通量
        2.2.10 截留率
        2.2.11 膜抗蛋白污染性能
        2.2.12 拉伸性能
        2.2.13 抗菌性能测试
    2.3 基膜结构与性能研究
        2.3.1 基膜的表面形貌
        2.3.2 基膜的亲疏水性
        2.3.3 基膜的孔径
        2.3.4 基膜的渗透性能
        2.3.5 基膜的力学性能
第三章 溅射时间对PVDF/CU合金膜结构和性能的影响
    3.1 PVDF/Cu合金膜的制备
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 溅射时间对沉积铜薄膜结构的影响
        3.2.2 溅射时间对合金膜结构和性能的影响
    3.3 本章小结
第四章 溅射功率对PVDF/CU合金膜结构和性能的影响
    4.1 PVDF/Cu合金膜的制备
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 溅射功率对沉积铜薄膜结构的影响
        4.2.2 溅射功率对合金膜结构和性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 工作压强对PVDF/CU合金膜结构和性能的影响
    5.1 PVDF/Cu合金膜的制备
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 工作压强对沉积铜薄膜结构的影响
        5.2.2 工作压强对合金膜结构和性能的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]季铵化聚偏氟乙烯共混膜的制备与抗菌性研究[J]. 华河林,符才杰,李娜,吴雄.  南昌航空大学学报(自然科学版). 2013(04)
[2]两性离子在聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面接枝改性的研究[J]. 周桂花,肖峰,肖萍,王东升,段晋明,石健,臧莉.  环境科学. 2013(10)
[3]磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学研究[J]. 刘志文,谷建峰,孙成伟,张庆瑜.  物理学报. 2006(04)

博士论文
[1]有机—无机杂化纳米粒子/线的分子设计与合成及其聚合物基复合膜的研究[D]. 朱丽静.浙江大学 2013
[2]涤纶基布表面磁控溅射纳米铜膜及性能研究[D]. 孟灵灵.江南大学 2013
[3]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
[4]表面沉积纳米二氧化钛纺织材料的制备及其性能研究[D]. 徐阳.江南大学 2009
[5]PVDF、PVC微孔膜亲水化改性的研究[D]. 刘富.浙江大学 2007

硕士论文
[1]PVDF改性多孔膜的制备及其应用[D]. 蒋彬.中南大学 2012
[2]PVDF-PEG共混膜的制备及CO2分离性能研究[D]. 李翠娜.大连理工大学 2011



本文编号：3160570