反应性单体接枝聚偏氟乙烯的制备、结构、性能与应用的研究
发布时间：2020-12-22 09:02
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种典型的半结晶性含氟高分子材料,具有良好的耐化学腐蚀性、耐辐照性、力学性能、加工性能以及特殊的介电性能和压电性能,被广泛应用于水处理膜、电子电器和碳氟涂料等诸多领域。随着市场需求的不断变化,对PVDF的性能提出了更高的要求。PVDF的功能化改性可以通过物理共混和化学接枝来实现。而PVDF与大量聚合物的相容性和粘接性较差,因此通过反应性单体对PVDF进行功能化接枝改性具有十分重要的意义。通过化学接枝可以将反应性单体以化学键的形式固定在PVDF分子链上,以获得永久功能化的PVDF新材料。辐射引发接枝聚合（即辐射接枝法）是进行聚合物化学接枝的有效手段之一,具有操作简易、反应温度低、普适性广等特点。另一方面,反应性单体接枝改性的聚合物还可作为增容剂、粘接剂来提高聚合物/聚合物或聚合物/无机填料的相容性和界面粘附力。本文选用两种不同反应活性的反应性单体:马来酸酐（MAH）和丙烯酸（AA）对PVDF进行功能化改性,系统研究了两种反应性单体（MAH或AA）与PVDF的相容性;通过室温辐射接枝的方法将MAH或AA接枝到PVDF分子链上,得到PVDF-g-MAH和PVDF-g-...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PVDF的分子结构式。
Li等人[86]通过臭氧活化法将对苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝到PVDF的分子链上,记为PVDF-g-SSA,如图1.4所示。具体制备方法为:先通过臭氧的强氧化性在PVDF材料的分子链上形成大量具有反应活性的过氧基团,而后在80°C下以过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,将SSS单体接枝到PVDF的分子链上。最后,通过溶剂蒸发法制得PVDF-g-SSA多孔薄膜。结果显示,与Nafion 117膜相比,PVDF-g-SSA具有更高的质子导电性和抗污性能。Zhang等人[89]通过紫外光引发接枝技术制备了单体接枝率较高的亲水性PVDF膜。研究结果显示,与未改性PVDF膜的对水接触角相比(98.8°),三氧化二铋(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的对水接触角显著降低,且随着Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的对水接触角从61.3°降低至40.4°。这是由于Bi2O3的引入可以显著提高AA单体在PVDF膜表面的接枝率,从而实现PVDF膜亲水性的显著提高,其对应的机理如图1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清洁功能。
Zhang等人[89]通过紫外光引发接枝技术制备了单体接枝率较高的亲水性PVDF膜。研究结果显示,与未改性PVDF膜的对水接触角相比(98.8°),三氧化二铋(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的对水接触角显著降低,且随着Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的对水接触角从61.3°降低至40.4°。这是由于Bi2O3的引入可以显著提高AA单体在PVDF膜表面的接枝率,从而实现PVDF膜亲水性的显著提高,其对应的机理如图1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清洁功能。此外,Liang等人[91]结合了等离子处理和无机纳米粒子涂覆的两种手段,实现了对PVDF超滤膜的亲水改性。PVDF膜通过等离子体诱导后与聚甲基丙烯酸(PMMA)发生接枝共聚反应,以PMAA接枝侧链上的羧基基团作为氨基基团修饰的SiO2纳米颗粒的结合反应位点。正电荷配体修饰的SiO2纳米颗粒引入PVDF膜表面后,使其具有良好的亲水性、润湿性和防污性能。PVDF膜的氩气等离子体处理、接枝共聚以及纳米粒子结合的原理图,如图1.6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDPE-g-MAH/PA-6共混合金的制备与性能[J]. 揣成智,周晓明,李强,田世雄. 天津科技大学学报. 2007(03)
[2]聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 程为庄,彭蓉,杜强国. 功能高分子学报. 1997(01)
本文编号：2931498
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PVDF的分子结构式。
Li等人[86]通过臭氧活化法将对苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝到PVDF的分子链上,记为PVDF-g-SSA,如图1.4所示。具体制备方法为:先通过臭氧的强氧化性在PVDF材料的分子链上形成大量具有反应活性的过氧基团,而后在80°C下以过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,将SSS单体接枝到PVDF的分子链上。最后,通过溶剂蒸发法制得PVDF-g-SSA多孔薄膜。结果显示,与Nafion 117膜相比,PVDF-g-SSA具有更高的质子导电性和抗污性能。Zhang等人[89]通过紫外光引发接枝技术制备了单体接枝率较高的亲水性PVDF膜。研究结果显示,与未改性PVDF膜的对水接触角相比(98.8°),三氧化二铋(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的对水接触角显著降低,且随着Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的对水接触角从61.3°降低至40.4°。这是由于Bi2O3的引入可以显著提高AA单体在PVDF膜表面的接枝率,从而实现PVDF膜亲水性的显著提高,其对应的机理如图1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清洁功能。
Zhang等人[89]通过紫外光引发接枝技术制备了单体接枝率较高的亲水性PVDF膜。研究结果显示,与未改性PVDF膜的对水接触角相比(98.8°),三氧化二铋(Bi2O3)和丙烯酸(AA)共接枝改性的PVDF膜的对水接触角显著降低,且随着Bi2O3含量的增加,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜的对水接触角从61.3°降低至40.4°。这是由于Bi2O3的引入可以显著提高AA单体在PVDF膜表面的接枝率,从而实现PVDF膜亲水性的显著提高,其对应的机理如图1.5所示。此外,Bi2O3-AA接枝改性PVDF膜表面具有良好的自清洁功能。此外,Liang等人[91]结合了等离子处理和无机纳米粒子涂覆的两种手段,实现了对PVDF超滤膜的亲水改性。PVDF膜通过等离子体诱导后与聚甲基丙烯酸(PMMA)发生接枝共聚反应,以PMAA接枝侧链上的羧基基团作为氨基基团修饰的SiO2纳米颗粒的结合反应位点。正电荷配体修饰的SiO2纳米颗粒引入PVDF膜表面后,使其具有良好的亲水性、润湿性和防污性能。PVDF膜的氩气等离子体处理、接枝共聚以及纳米粒子结合的原理图,如图1.6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDPE-g-MAH/PA-6共混合金的制备与性能[J]. 揣成智,周晓明,李强,田世雄. 天津科技大学学报. 2007(03)
[2]聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 程为庄,彭蓉,杜强国. 功能高分子学报. 1997(01)
本文编号：2931498
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