功能化石墨烯改性PVAL复合薄膜的合成与表征

通过对石墨烯表面的功能化修饰,合成聚乙烯醇(PVAL)/氧化钇/石墨烯和PVAL/氧化锌/石墨烯两种复合薄膜。利用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、紫外–可见分光光度计等分析手段对其进行表征。结果发现,用氧化钇或氧化锌改性后的石墨烯在PVAL基体中具有良好的分散性,PVAL/氧化钇/石墨烯和PVAL/氧化锌/石墨烯复合薄膜都表现出较高的透过率,分别为24%和30%;在波长200~250 nm,PVAL/氧化钇/石墨烯复合薄膜与PVAL/氧化锌/石墨烯复合薄膜相比,前者对紫外光的吸光度更大,说明此材料对紫外线的吸收及散射能力更强,具有较好的屏蔽紫外线功能及抗老化性能。     

预辐照接枝法提高PVDF的紫外线吸收性能

采用有机合成方法制备反应型紫外线吸收剂2-羟基-4-(3-甲基丙烯酸酯基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮(BPMA)。利用制得的BPMA,以聚偏氟乙烯(PVDF)粉体为基材,进行预辐照接枝反应,制得PVDF-g-BPMA。预辐照实验中PVDF的辐照剂量为15 k Gy,在流变仪中的熔融接枝反应温度为190℃,反应时间为6 min,转速为50 r/min。通过核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热、广角X射线衍射以及紫外–可见光谱等对PVDFg-BPMA进行结构表征与紫外线吸收性能测试。结果表明,BPMA成功接枝到PVDF上,接枝率达7.04%。接枝后PVDF的结晶度降低,但晶型未发生改变。相比于未接枝的PVDF,PVDF-g-BPMA薄膜在280~340 nm波长内的紫外光透过率降至0.27%以下,表现出优异的紫外线吸收性能,同时与PVDF/BPMA复合膜相比,其经乙醇抽提48 h后的紫外线吸收性能没有明显变化,表明PVDF预辐照接枝BPMA有效防止了紫外线吸收剂在PVDF内的外迁移。     

PVAL/纳米纤维素复合膜的制备及丝光处理对其性能的影响

利用超细研磨机仅一次性研磨的方法制得直径均匀分布在15 nm,长度达几微米的高长径比的纳米纤维素(CNF),经过滤得CNF膜(CNF–I膜),经碱液丝光处理制得CNF–II膜。用浸渍法与聚乙烯醇(PVAL)溶液复合,制得PVAL/CNF–I和PVAL/CNF–II复合膜。对CNF–I和CNF–II膜与PVAL/CNF复合膜的形貌特征、力学性能及热膨胀性进行了表征,研究丝光处理对CNF膜与PVAL/CNF复合膜性能的影响。场发射扫描电镜照片表明,CNF具有独特的互穿三维网状结构,且分布非常均匀;与PVAL复合后,两者界面相容性好,结合致密。拉伸试验分析说明PVAL/CNF–I复合膜的拉伸强度和拉伸弹性模量均大大提高,是纯PVAL膜的2倍左右;经丝光处理后,PVAL/CNF–II复合膜的断裂伸长率提高了一倍,表明其韧性比PVAL/CNF–I复合膜大大提高。静态热机械分析表明:PVAL/CNF–I复合膜的热膨胀系数(CTE)降低到20.5×10-6 K-1,与铝合金的CTE相近,尺寸稳定性大大提高,拓宽了其加工和应用领域。     

γ射线辐照对PVAL/Gel共混膜拉伸性能的影响

将明胶(Gel)按不同比例加入到聚乙烯醇(PVAL)溶液中,制备Gel质量分数分别为0%,5%,10%,15%和20%的混合溶液,混合均匀后分别浇铸到用硅纸覆盖的玻璃板上制备PVAL/Gel共混膜。研究了用不同剂量的γ射线(60Co)辐照对共混膜拉伸性能的影响,最后用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对共混膜进行了结构表征和形貌分析。研究结果表明,用γ射线辐照时,纯PVAL膜、PVAL/Gel共混膜的拉伸强度和断裂伸长率均随着辐照剂量的增加而升高,但达到一定值后又开始下降;当辐照剂量为150 krad时,纯PVAL膜的拉伸强度达到最大值,为37 MPa;当辐照剂量为50 krad时,Gel质量分数分别为5%,10%,15%的共混膜的拉伸强度值均有极大值,分别为33,26,24 MPa。当辐照剂量为100 krad时,共混膜的断裂伸长率均有极大值,其中纯PVAL膜、Gel质量分数为10%的共混膜的断裂伸长率分别为175%,162%。FTIR和SEM分析结果表明,γ射线辐照处理后的膜发生了化学反应,形成了更多的化学键,改善了膜的拉伸性能。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及结构研究

将水性聚氨酯(WPUR)与聚乙烯醇(PVAL)按照不同质量比制备质量分数为8%的纺丝溶液,通过静电纺丝制备WPUR/PVAL复合纳米纤维。运用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对WPUR与PVAL质量比不同的纺丝溶液制备的复合纳米纤维的微观形貌和结构进行分析。实验结果表明,PVAL的含量对复合纳米纤维的形成和形貌起着决定性的作用,随着溶液中PVAL含量的增加,纺丝过程中纺丝液逐渐从不连续复合纳米纤维转变为连续均匀的复合纳米纤维,纤维直径逐渐增大,当纺丝液中WPUR与PVAL的质量比为30∶70时,得到的复合纳米纤维形貌最佳,其平均直径为330.8 nm,具有最小标准差,为22 nm,同时随着纺丝溶液中PVAL含量的增加,所得复合纳米纤维的结晶性能增强。     

Fe2O3/PVDF光催化膜的制备及降解苯酚研究

采用具有压电效应的聚偏氟乙烯(PVDF)为基底,以窄带系的Fe_2O_3为吸光主体,制备出了Fe_2O_3/PVDF光催化膜,采用X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等对其进行结构表征和光电性能测试,并用于光催化降解苯酚。结果表明,与单一的Fe_2O_3相比,复合薄膜的光生电荷分离效率显著提高。这与PVDF受力情况下能够产生一定的负电压,进而诱导空穴向催化剂表面迁移有关。Fe_2O_3/PVDF表现出显著改善的光催化降解苯酚性能,在搅拌条件下,Fe_2O_3/PVDF薄膜样品的1 h内对苯酚去除率可达到59.8%,最高约为单一Fe_2O_3的2倍。所制备的光催化膜在5次循环使用后性能没有明显衰减,说明其在重复使用上具有优势。     

PEO改性PVDF复合超滤膜研制及其性能研究

采用相转化法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂并以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,将聚氧化乙烯(PEO)颗粒加入到聚偏氟乙烯(PVDF)中,通过改变PEO含量得到不同性能和结构的PVDF超滤薄膜。利用接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪等对样品的表面亲水性、横截面微观结构以及晶相结构等进行表征。此外还进行了水通量及孔隙率的测定。结果表明,PEO颗粒的加入能增加PVDF超滤薄膜的孔隙率,明显增强膜的亲水性能,显著改善膜的水通量。     

太阳能电池封装用PVDF/PMMA共混薄膜的表面形态及组成研究

将聚偏氟乙烯(PVDF)粉末与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒物理共混后采用熔融挤出的方法制备成共混薄膜。通过差示扫描量热、X射线衍射、原子力显微镜和X射线光电子能谱等方法研究了PVDF/PMMA共混薄膜表面一定范围内的形态和组成。研究发现,PVDF与PMMA具有良好的相容性,两者间的相互作用阻碍了PVDF在共混体系中的结晶,并通过红外吸收光谱证明了类氢键的存在。PVDF在共混体系中可以发生明显的表面富集现象,表面自由能低的PVDF在表面相的含量大于体相。     

PEG含量对PVDF/PEG共混膜性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为添加剂,利用非溶剂致相分离法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/PEG共混膜,使用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、接触角测量等表征测试方法,研究了PEG含量对PVDF/PEG共混膜性能的影响。结果发现,PEG的加入使PVDF的结晶性能下降,同时也使其结构发生了变化。但是由于PEG的亲水性,当PEG的质量分数小于5%时,PVDF/PEG共混膜的亲水性随着PEG含量的增大而逐渐得到改善。     

SiO_2/PDMS/PVDF复合膜渗透蒸发回收煤化工废水中酚

采用PVDF中空纤维为基膜,以Si O_2填充PDMS溶液为涂覆液,进行动态负压涂覆,制备Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料,回收处理煤化工废水中的酚。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线能谱仪(EDS)及接触角测试仪对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料进行了表征,并研究了Si O_2质量浓度、涂覆时间对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料渗透蒸发性能的影响。当Si O_2填充质量浓度占PDMS质量浓度的12%,涂覆时间60 min条件下,制得的Si O_2/PDMS/PVDF复合膜具有最佳的渗透蒸发性能。保持进水温度50℃,膜后压力50 k Pa,进水流速10 L/h,酚通量达到7.16 g/(m~2·h),分离因子为4.26。     

VB_2/SiO_2/PVDF复合材料压电薄膜的性能研究

介绍了维生素B_2/二氧化硅/聚偏氟乙烯(VB_2/SiO_2/PVDF)复合材料薄膜的制备工艺和压电性能。研究发现,在PVDF溶液中添加VB_2粉末和纳米SiO_2颗粒,通过蒸发结晶制备成膜,采用高倍率单轴拉伸和高压极化的方法可增加复合材料中β相的含量,从而提高复合材料的压电性能。研究中分别使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等方法对VB_2/SiO_2/PVDF薄膜进行测试,并基于悬臂梁振动平台对压电复合薄膜的性能进行了测试,分析了VB_2和SiO_2不同含量组合和悬臂梁振幅对开路电压的影响。结果表明,VB_2和SiO_2的含量同时为1%和1%时,复合材料薄膜的压电性能最优,其在1 000μ应变下可产生1.52 V的峰-峰值电压。     

聚氨酯/聚偏氟乙烯防水透气膜的制备及性能

采用湿法相转换法制备了聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)共混膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对PU/PVDF共混膜的形貌和结构进行表征,并对PU/PVDF共混膜进行了性能测试,研究了PVDF的含量对共混膜透气性、亲水性及力学性能的影响。结果表明:添加PVDF可显著改善膜孔结构,随着PVDF含量的增多,结晶度增大;共混膜的透气性、疏水性、拉伸强度及断裂伸长率均呈先上升后下降的趋势,并在PU/PVDF比例为80/20时,各值均达到最大值,此时,透气性由1.034 L/(cm2·min)增加到6.881 L/(cm2·min),接触角由71.67°增加到92.51°,拉伸强度由1.25 MPa增加到1.56 MPa,断裂伸长率由401%增加到460%,综合性能达到最大。     

PVDF／多巴胺改性二氧化钛复合膜光阻隔性研究

制备了表面包覆聚多巴胺层的二氧化钛(TiO2@PDA)复合粒子,并采用溶液刮涂法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)／TiO2和PVDF／TiO2@PDA复合膜。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜表征了复合粒子的结构,利用紫外–可见光分光光度计、对比率仪表征了复合膜的紫外–可见光阻隔性。结果表明, PVDF／TiO2复合膜对紫外光具有优异的阻隔性,但对可见光的阻隔性(即不透明度)随TiO2含量增加而先增加后不变,PVDF／TiO2@PDA复合膜的不透明度则随TiO2@PDA含量的增加而单调增大。当薄膜厚度为20μm,TiO2体积分数为10％时,PVDF／TiO2复合膜对比率(CR)值为92.8％,小于完全不透明临界值98％,而PVDF／TiO2@PDA (多巴胺处理20 min)复合膜CR值为98.39％。一定TiO2浓度下,随着多巴胺处理TiO2时间的增大,复合膜达到完全不透明所需的薄膜厚度逐渐减小。     

亲疏水性CuBTC/PVDF复合膜应用于膜蒸馏抗油实验

采用水热法合成亲水性的CuBTC金属有机骨架(MOFs)颗粒,采用聚乙烯醇(PVA)作为黏合剂,用抽滤的方法将CuBTC颗粒附载在聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,之后用戊二醛(GA)对PVA进行交联,制备出表层亲水、底层疏水的CuBTC/PVDF复合膜。通过场发射电子显微镜、比表面积及孔径分析仪、接触角测量仪、孔径分析仪、X射线衍射仪等对CuBTC颗粒和不同CuBTC含量的复合膜的表面特征、结构形态和稳定性进行了表征。结果表明,CuBTC颗粒有着较大的比表面积和孔容,CuBTC颗粒可以牢固地抽滤在PVDF膜表面,热稳定性高且有较好的柔韧性。与抽滤前的PVDF膜相比,随着CuBTC颗粒的增多,膜厚度有所增加,孔径和孔隙率有所减小,但对其膜蒸馏膜通量的影响不大,且在CuBTC含量在0.6 g时表现出较好的性能。在以1 g/L原油和35 g/L氯化钠混合溶液为进料液对原膜和复合膜进行直接接触膜蒸馏抗油污实验,发现原膜很快被油污染堵塞毛孔,而复合膜具有良好的抗油污染能力,可以进行长期的膜蒸馏实验。     

溶液结晶–聚合物扩散法PVDF/LiCl超滤膜制备及性能

为制备超高水通量聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,以溶液结晶–聚合物扩散(CCD)法为基础,无水氯化锂(LiCl)作为致孔剂和亲水改性剂,N,N–二甲基乙酰胺作为溶剂,采用共混法制备PVDF/LiCl超滤膜.通过扫描电子显微镜对PVDF/LiCl超滤膜的断面结构进行表征,分析证明超滤膜内部存在较好的联通结构,并且生成了大孔...     

双马来酰亚胺改性聚偏氟乙烯薄膜的制备及性能研究

利用4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷（BMI）作为添加剂，通过溶液共混流延方法制备了不同BMI质量分数的聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜，对其结晶行为和性能进行了研究。红外光谱（FTIR）与X射线衍射光谱（XRD）测试结果表明，BMI添加量超过20%时，PVDF发生了由γ结晶相向α结晶相的转变现象。动态热机械性能（DMA）测试结果表明，BMI的适当加入可以提高PVDF薄膜的弹性模量和损耗因子，在高测试频率时尤为明显；所有PVDF样品在10～17 um位移振幅范围内均保持良好的储能模量稳定性。光学透过性能测试结果表明，低质量分数BMI的引入，有利于提高PVDF薄膜的自然光透过率；高添加量（>20%）BMI的引入，有利于提高PVDF紫外线和红外线的阻隔率。     

聚丙烯酸酯/TiO2-SiO2纳米杂化材料的制备与表征

用原位复合、溶胶-凝胶法制取热固性聚丙烯酸酯基纳米SiO2包覆TiO2的有机-无机纳米杂化材料，通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDAX)、紫外-可见光谱(UV—Vis)等对材料的结构和性能进行了表征，通过实验证明了纳米TiO2-SiO2复合物对紫外线有很好的吸收性能，应用到丙烯酸树脂材料中具有很好的紫外线屏蔽效果。     

碳量子点修饰的低密度聚乙烯薄膜的制备及光催化性能研究

文章分别采用水热法制备碳量子点(CQDs)、沉淀法制备磷酸银(Ag₃PO₄)和浇铸成型法制备得到低密度聚乙烯/磷酸银/碳量子点(LDPE/Ag₃PO₄/CQDs)复合材料，通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、氮气等温吸附(BET)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对复合材料进行表征，并考察其光催化降解四环素的性能。结果表明：Ag₃PO₄/CQDs粒子能够均匀分散在LDPE薄膜上，当Ag₃PO₄/CQDs的质量分数为20%时，光催化降解四环素的效果最佳。在350 W氙弧灯照射下，当溶液初始质量浓度为40 mg/L,pH值为7时，采用140 cm²的LDPE/Ag3PO4/CQDs-2催化剂，溶液中四环素的降解率可达到63.91%。     

非共价功能化石墨烯改性PLA薄膜的制备

以双十二烷基二甲基溴化胺非共价修饰还原石墨烯(DDAB–RGO)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸/功能化石墨烯(PLA/DDAB–RGO)纳米薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对DDAB–RGO及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米薄膜的结晶性能、力学性能、热稳定性等进行了测试分析。结果表明,DDAB–RGO与PLA具有良好的相容性,均匀分散于PLA基体中,在较低DDAB–RGO含量时对PLA膜起到了纳米增强的作用,当其含量为0.2%时,PLA/DDAB–RGO纳米薄膜的拉伸强度、拉伸弹性模量比纯PLA膜分别提高了21%和36%。同时DDAB–RGO的加入还改善了PLA的结晶性、热稳定性。     

纳米二氧化钛薄膜光催化剂的合成及特性

研究采用溶胶-凝胶技术以载玻片为基质制备了纳米TiO2薄膜,向溶胶中添加乙酰丙酮后改善了溶胶的稳定性及薄膜的牢固性。用扫描探针显微镜(DFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)及X射线光电子能谱(XPS)对薄膜进行了表征。结果表明:扫描探针显微镜(DFM)观察到薄膜中颗粒的粒径为20~40nm,X射线衍射(XRD)表明TiO2为锐钛型,用红外光谱(IR)表征了溶胶及粉末样品的物性并探讨了反应的机理,X射线光电子能谱(XPS)结果显示薄膜中除含有Ti、O元素外,还有少量从玻璃表面扩散至薄膜中的Na和Si元素。TiO2薄膜对光降解甲基橙水溶液具有很好的光催化性,通过掺SnO2、酸处理途径明显提高了其性能。