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本文采用碱处理法对聚偏氟乙烯(PVDF)粉末进行基体改性,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,接枝温敏性材料N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm),制备了PVDF-g-PNIPAAm共聚物,用傅利叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对其结构进行表征,并根据1H-NMR计算了共聚物的接枝率。
采用浸没沉淀相转化法制备了PVDF-g-PNIPAAm共聚膜,从热力学和动力学两方面研究了凝固浴温度、凝固浴组成、聚合物浓度及添加剂对PVDF-g-PNIPAAm共聚膜成膜过程以及膜结构与性能的影响。
在不同凝固浴温度下,PVDF-g-PNIPAAm体系的相分离过程主要由PNIPAAm的亲疏水性来控制;凝固浴温度为30℃时成膜速度最慢,40℃时成膜速度最快;PVDF-g-PNIPAAm共聚膜均呈现指状孔,且30℃时所成膜的孔最大,膜表面的PNIPAAm含量最高,孔隙率最高;不同凝固浴温度制备的PVDF-g-PNIPAAm共聚膜均具有一定的温度响应性能,其水通量在30℃时显著增加;随着凝固浴温度升高,共聚膜的温敏性减弱。在凝固浴中加入乙醇后,体系发生相分离时所需非溶剂的量增加,且成膜速度显著变慢,膜孔由指状孔向海绵孔过渡;乙醇的加入不利于PVDF的结晶;随着乙醇含量的增加,共聚膜的纯水通量升高,且温敏性能更加明显,但其温敏行为与不加乙醇的共聚膜相反。增加体系的固含量后,成膜速度减慢,有利于PVDF的结晶,膜孔变大且厚度增加,膜亲水性增强;随固含量的增加,共聚膜的水通量增加,但温敏性能减弱。添加剂PEG的加入,促进了相分离的发生,使成膜速度显著变快,生成了较大的指状孔结构,使膜水通量大幅提高;且温敏行为与不加添加剂的共聚膜相反。