聚偏氟乙烯压电薄膜的制备及结构

采用溶液浸渍提拉法制备了β型PVDF压电聚合物薄膜,采用X衍射、扫描电镜等手段测定了PVDF薄膜的物相结构,结晶形态及薄膜厚度等.结果表明,基板的诱导作用使PVDF在较低温度下结晶形成极性的正交β相晶,在较高温度下结晶形成非极性的单斜相α晶.在低温下得到的PVDF薄膜中β晶呈典型的球晶结构,晶粒粒径随着膜厚的增加而增大,α晶体颗粒的堆积疏松,薄膜致密性差;在较高温度下形成的α晶相,以二维生长为主,晶粒大小随着膜厚的增加基本上保持不变,晶颗粒间接触紧密,薄膜致密性好.     

溶液下十六烷基三甲基溴化铵诱导聚偏氟乙烯极性晶型行为及温度依赖性

为实现同时获得较高的极性晶型含量与较好的薄膜质量,文中通过在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),使得PVDF在较高的溶剂蒸发温度获得了完全的极性晶型。傅里叶红外光谱和广角X射线衍射表明随着CTAB含量的增加,PVDF由非极性的α晶转变为极性晶型,最终得到了含有大量β晶的薄膜。同时报道了在CTAB存在的情况下,随着挥发溶剂温度的升高,PVDF晶型的变化情况。最后讨论了溶液结晶条件下,CTAB诱导极性晶型的机理。     

聚偏氟乙烯各种晶型的形貌特征及其球晶在拉伸过程中的变化

本文简述了用二甲亚砜为溶剂,在不工艺条件下分别制得了以α型、α+β型、β型及γ型为主的PVDF薄膜,以及拉伸β型PVDF薄膜。得到了以上四种晶型的偏光显微照片。用相应的红外光谱和X-射线衍射谱确证了照片中晶体所属晶型,并讨论了α、β、γ球晶的形态特点。特别是在一种经退火处理的薄膜中,我们观察到的未拉伸β球晶的形态与文献中报导的暗球晶有所不同,亮度比暗球晶大许多,且显示出明暗的反差。 本文还提供了PVDF膜在65°拉伸不同倍数情况下的编光显微照片。照片显示了拉伸引起的PVDF膜聚集态结构的变化。照片中呈圆形的β球晶在拉伸比为2和3时,分别被拉成了椭圆形和长的球晶,当拉伸比为4时,球晶完全破坏,形成纤维状取向结构。此结果有利于我们进一步了解PVDF膜具有高压电性的结构原因。     

PVDF铁电聚合物薄膜的溶液法制备

采用溶液流延法制备了β相聚偏二氟乙烯(PVDF)铁电聚合物薄膜,研究了不同热处理条件和不同溶剂对薄膜晶相结构形成的影响.利用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪(FTIR)对晶形结构进行了分析.结果表明,在合适的温度条件下,基片的热诱导作用有利于β晶相形成,而在较高温度下主要形成γ晶相,较低的温度将会抑制PVDF结晶;溶剂的溶度性能对薄膜的结晶能力和晶型的形成有很大影响,采用对PVDF溶解能力较强的溶剂DMSO所制备的薄膜中晶区内β晶型的含量高但其结晶能力差,而采用溶解能力较弱的DMAc溶剂虽然提高了薄膜的结晶度,却降低了β晶型的含量.     

PVDF/CA共混微滤膜的研制

通过PVDF与CA共混来提高PVDF膜的亲水性,以纯水通量、膜的最大泡点压力、平均泡点压力等性能为指标,设计了九因素(共混比、固含量、溶剂种类、溶剂比、添加剂种类及含量、蒸发时间、凝胶浴温度、凝胶时间)四水平的正交试验表研究膜制备过程中各因素对PVDF/CA共混微滤膜性能的影响.实验结果表明:固含量是最主要的影响因素,其次是共混比、溶剂种类、添加剂含量、凝胶浴温度、凝胶时间、蒸发时间、添加剂种类和溶剂比.较佳的成膜条件为:PVDF/CA共混比4∶1,固含量12%~14%,添加剂N-甲基-2-吡咯烷酮质量分数2%~3%,二甲基甲酰胺/正丁醇混合溶剂比7∶1,蒸发时间30 s,在20~30℃的自来水中凝胶50~70 min.在此较优条件下可制备孔径为0.55~0.65μm,0.06 MPa下的纯水通量27℃时为205.37~292.53 mL/(cm2.h)的PVDF/CA共混微滤膜.     

填料诱导聚偏氟乙烯极性晶型及其性能研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种极性较强的结晶高分子材料,其中极性的β和γ晶在压电和热电方面具有较广阔的应用前景。然而通用的加工方法只能得到非极性的α晶,为此,简要介绍了一种简便有效的形成极性PVDF晶的方法——填料诱导法。综述了各种不同填料及表面改性剂对PVDF中α、β和γ晶型的诱导规律和诱导机理,并简单分析了填料填充PVDF复合材料的物理和力学性能,指出研究高含量β晶的制备方法及其转变机理是今后PVDF改性的主要发展方向。     

热拉伸温度对聚偏氟乙烯微孔膜结构与性能的影响

采用熔体挤出拉伸法以高、低分子量混合聚偏氟乙烯(PVDF)为原料制备微孔膜,研究了不同热拉伸温度对PVDF微孔膜表面形貌及结晶行为的影响,通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和差示扫描量热仪等测试手段分别对微孔膜的形态、结构、晶型进行表征.结果表明,热拉伸温度对PVDF微孔膜的成孔形貌、孔隙率、结晶度及β相含量均有影响.热拉伸温度为80℃时,微孔膜结晶度为58.86％,β相的相对含量最高达到42.50％,此时微孔膜的力学性能最佳;而当热拉伸温度为120℃时,PVDF微孔膜的成孔分布更加均匀,其孔隙率可达到最大值31.51％.     

诺氟沙星-Zn2+金属分子印迹膜色谱的制备及性能

将膜色谱技术和分子印迹技术相结合,制备了诺氟沙星-Zn2+金属分子印迹膜色谱。采用扫描电镜分别观察了聚合物和膜色谱的结构,并考察了不同印迹聚合物填充量对膜色谱的纯水通量和对目标分子的吸附识别能力的影响。结果表明,阶段性升温沉淀聚合制备的印迹聚合物微球粒径均一,适合做膜填充吸附剂。随着填充量的增加可以明显观察到膜内的填充物增加,膜色谱的结构变致密。当填充量为45%(质量分数,下同)、聚偏氟乙烯(PVDF)16%、聚乙二醇(PEG)-400 15%、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)3%;铸膜液温度为50℃,凝固浴温度为20℃时制备得到的诺氟沙星-Zn2+金属分子印迹膜色谱的吸附容量为72 mg/g。     

凝胶条件对PVDF／PVC中空纤维膜性能及结构的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔隙率、平均孔径的测试及扫描电镜的微观分析,讨论了凝胶浴组成、温度和芯液浓度对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析.试验结果表明,提高凝胶浴温度和浓度有利于增加膜的水通量,但对孔隙率有一定的影响,在芯液中加入一些溶剂是提高通量的一种手段.但加入量要合理.     

PVDF薄膜晶相生长及荧光检测研究

用旋转涂覆法制备了PVDF薄膜,研究衬底对α相形成的影响,进而改变退火温度研究α相向β相的转变.采用XRD、红外光谱及荧光光谱对薄膜进行表征.研究发现,采用载玻片作为衬底时,薄膜为非晶态,衬底为掺氟氧化锡和单晶硅时,薄膜获得了较好的α相结晶.随着退火时间的延长,薄膜中的晶粒尺寸增加.随着退火温度的升高,薄膜中α相向β和γ两个极性晶相发生转变.分析表明,聚合物与衬底表面原子基团之间的氢键作用不利于薄膜的晶化,而极性相的存在使铜酞菁分子荧光发射峰红移.     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混相容性及超滤膜研究

聚偏氟乙烯与磺化聚砜属部分相容体系,采用溶胶－凝胶相转化法制备了以聚酰无纺布为支撑体的聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混超滤膜,通过对膜水通量,截留率与孔隙率的测定及其扫描电镜微观分析得到,聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混膜较聚偏氟乙烯膜具有更好的分离透过特性。     

An improved process for polyvinylidene fluoride membrane preparation by using a water soluble diluent via thermally induced phase separation technique

Polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes without surface pores were prepared by using water soluble diluents, diethylene glycol monoethyl ether acetate (DCAC), via thermally induced phase separation (TIPS) technique. The effects of PVDF concentration, temperature of coagulant and DCAC concentration in coagulation bath on membrane structures and properties were studied. The antifouling property of membrane with or without surface pores was compared by humic acid (HA) solution and the recovery of DCAC in aqueous solution was investigated. Membranes were characterized by porosity, pure water flux and retention to bovine serum albumin (BSA). Membrane structures were inspected by SEM. The crystal forms of membranes were analyzed by FTIR and XRD. The results show that a compact skin layer and a support layer with spherulitic structure form when DCAC is diluent. Higher polymer concentration and higher coagulation temperature promote the formation of α phase crystal, while higher DCAC concentration in coagulation bath promotes the formation of β phase crystal. Membrane without surface pores has better antifouling property than the membrane with surface pores. Dichloromethane is the best extractant to recover DCAC in DCAC aqueous solution.     

凝固浴组成对PVDF-g-PACMO共聚物膜结构与抗污染性能的影响

采用亲水、无毒、生物相容性好、对蛋白质吸附有排斥作用的丙烯酰吗啉(ACMO)对聚偏氟乙烯(PVDF)本体进行亲水改性,研究了凝固浴中不同乙醇含量(乙醇:去离子水的质量比分别为0∶100,15∶85,30∶70,45∶55)对PVDFg-PACMO共聚物膜抗污染性能的影响。结果表明,随着凝固浴中乙醇含量的增加,膜断面孔结构向海绵状转变,膜平均孔径和孔隙率增大,纯水通量增加,牛血清蛋白(BSA)截留率降低,膜表面亲水性增加,抗污染性能提高。当凝固浴中乙醇质量分数为45%时,膜表面BSA的吸附量由115.4μg/cm2降至20.6μg/cm2,通量恢复率高达97.6%,总污染指数低至0.148。因此,通过改变凝固浴中乙醇的含量,能使PVDF-g-PACMO膜表面亲水性明显提高,制得了具有良好抗蛋白质污染能力的改性PVDF膜。     

凝固浴条件对PU/PVDF共混膜结构与性能的影响

用浸没沉淀相转化法,制得聚氨酯(PU)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜,研究了凝固浴条件对共混膜形貌及性能的影响.结果表明,凝固浴为5%N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液,膜中呈现海绵状孔结构;随凝固浴中乙醇或甘油含量的增多,孔结构向海绵状转变;乙醇或甘油的添加,使PVDF结晶在共混膜下表面与PU一起以界面孔的形式存...     

PVDF/CA共混超滤膜制备及其特性的研究

以醋酸纤维素(CA)作为第二种聚合物成分与聚偏氟乙烯 (PVDF)共混 ,采用相转化法流涎成膜 ;测试了膜的化学稳定性、抗污染性能以及亲水性等性质 ,对影响膜性能的主要因素进行了考察 ;利用DSC扫描等多种手段对PVDF和CA的相容性作了初步探讨     

添加剂对制备对称状PVDF膜的结构与蛋白吸附性能的影响

以聚偏氟乙烯(PvDF)为膜材料,通过浸没沉淀法制备得到开放性网络状对称结构的PVDF膜.考察不同添加剂对膜结构的影响.结果表明,与溶剂磷酸三乙酯(TEP)相容性良好的添加剂(乙醇,聚乙二醇,乙酸乙酯)所成膜表面结构均匀,孔隙率较大,蛋白吸附量较高;与溶剂相容性较差的添加剂(水,甘油)使得铸膜液组成接近于分相区,成膜过...     

粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯超滤膜的制备

采用粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯(PVDF-g-PAA)为材料,以浸没沉淀相转化法制备PVDF-g-PAA超滤膜,研究了接枝后材料溶解性能的变化、以及溶剂种类、聚合物浓度、添加剂种类及浓度、凝胶浴温度制膜参数对PVDF-g-PAA膜结构及性能的影响.结果表明:辐射接枝丙烯酸后,聚合物的溶度参数增大,同时聚合物的极性也增强.在溶剂影响的考察中,以二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面致密,透过通量小,对牛血清蛋白(BSA)截留率高;而以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面孔径较大,透过通量最大,对BSA截留率迅速下降;聚合物浓度的增加使得PVDF-g-PAA膜结构更加致密,纯水通量降低,截留率增加;随着添加剂PEG400浓度的增加,PVDF-g-PAA膜透过通量增加,膜的皮层多孔性增加,厚度增加,大孔发生的起始点向膜内部迁移;在考察的温度区间内(12～23℃),随着凝胶浴温度的升高,PVDF-g-PAA膜通量变大,截留率降低.     

混合稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)/邻笨二甲酸二辛酯(DOP)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.研究了聚合物浓度、降温速率、混合稀释剂配比和凝固浴温度对聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响.结果表明,随聚合物浓度的增加,膜断面由树枝状结构过渡为球粒状结构,最终转变为致密结构;随降温速率的增加,...