第13卷第1期2010年2月
建 筑 材 料 学 报
JOURNAL OF BUILDING M AT ER IALS
Vol.13,No.1
Feb.,2010
收稿日期:2009202213;修订日期:2009205205
基金项目:天津科学技术委员会项目(06YFJ ZJ C14802)
第一作者:郑振荣(1982)),女,河北衡水人,天津工业大学博士生.E 2mail:tian jinzh engzr@https://www.doczj.com/doc/7317135565.html, *通信作者:女,上海人,天津工业大学教授,博士生导师,硕士.E 2mail:guzhenya@https://www.doczj.com/doc/7317135565.html,
文章编号:100729629(2010)0120036207
防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备与表征
郑振荣, 顾振亚*
, 霍瑞亭, 叶永红, 张之秋
(天津工业大学纺织学院,天津300160)
摘要:基于荷叶效应原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)溶液涂膜构筑微米结构,采用氧等离子体诱导化学沉积的方法在PVDF 膜表面构筑纳米结构.利用扫描电镜、原子力显微镜、X 射线光电子能谱仪及接触角测量仪等研究了PVDF 膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系.结果表明:
PVDF 溶液涂膜后可形成直径约为8L m 的乳突,膜表面与水的接触角为88b ;化学浴沉积法可在PVDF 膜上生成刺状线性网络纳米结构,该表面与水的接触角为157b ,滚动角为4b ;化学气相沉积法可在PVDF 膜生成鸟爪状的纳米结构,与水的接触角为155b ,滚动角为4b .集灰试验证明,用两种沉积方法制备的PVDF 膜表面均具有良好的防污自洁性能.关键词:荷叶效应;超疏水性;化学浴沉积;化学气相沉积;防污自洁
中图分类号:T B383;T S19 文献标志码:A doi :10.3969/j.issn.100729629.2010.01.008
Preparation and Characterization of PVDF Film with Self 2cleaning Property
ZH EN G Zhen 2rong , GU Zhen 2ya *, H UO Rui 2ting , Y E Y ong 2hong , ZH AN G Zhi 2qiu
(School of Textiles,T ianjin Polytechnic Universit y,T ianjin 300160,China)
Abstr act:Based on the lotus effect principle,polyvinylidene fluoride(PVDF)solution was used to con 2struct the microstructure under certain preparation conditions,and the nanostructure was established by plasma enhancing chemical bath deposition.The structural mor phology and hydrophobicity were explor ed by scanning electronic microscopy,atomic for ce microscopy,and contact angle measur ing meter.The ex 2perimental r esults show that PVDF can for m smooth micror eliefs with diameter about 8L m on the coating surface,and the water contact angle of PVDF film is 88b .T he network nanostructure is constructed by chemical bath deposition(CBD)method,the contact angle and the sliding angle on this surface are 157b and 4b ,respectively.Meanwhile,the nanostructure similar to bird claw is constructed by chemical vapor depo 2sition(CVD)method,the contact angle and the sliding angle on this surface are 155b and 4b ,respectively.Self 2cleaning test shows that the PVDF film prepared by both CBD and CVD method has excellent self 2cleaning property.
Key words:lotus effect;superhydrophobic property;chemical bath deposition;chemical vapor deposition;self 2cleaning property
目前世界上膜结构建筑已成为时尚,随着人们对膜材的品质要求越来越高,其实用性、经济性、美
观性都得到了越来越多的关注[1]
.膜结构常用的
PVC 膜材是聚酯纤维织物经过聚氯乙烯涂层或层压而形成的复合材料,使用范围极广[2]
.但因其整年
暴露在空气中,时刻受到外界各种污染,且PVC 涂
层中的增塑剂极易向表层迁移[3],从而影响了PVC 膜材的寿命和美观.若能将防污自洁技术应用到建筑膜材上,使膜材在使用过程中仅依靠雨水冲刷就能保持自洁,则不仅可使膜材美观、保持良好的透光性能,而且可大大节省建筑膜材表面的清洗和维护工作,为环境保护与能源节约带来巨大贡献.
荷叶具有出淤泥而不染的美称,水在荷叶表面会自动聚集成自由滚动的水珠,从而带走表面尘土,使荷叶表面始终保持干净.Barthlott通过观察荷叶表面的微观结构,认为这种自洁性能是由荷叶粗糙表面上微米结构的乳突以及表面纳米尺寸的蜡晶共同存在所引起的,并将此现象命名为/荷叶效应0[4].基于荷叶效应原理,牛家嵘等[5]对实现PVC建筑膜结构材料自清洁功能作了初步研究,并初见成效;赵晓娣等[6]采用将纳米SiO2粒子分散在PVDF溶液中,再涂覆在PVC膜材上的方法制备了防污自洁面涂剂,但该方法存在纳米粒子容易团聚的问题;张之秋等[7]将PVDF膜用氧等离子体处理后,再经偶联剂G502与含氟丙烯酸酯复配溶液处理,得到PVDF膜接触角为132b.为取得更好的防污自洁效果,需进一步提高PVDF膜表面的疏水性.本文采用简单的聚偏氟乙烯(PVDF)溶液涂层法,在PVC 膜材表面制备了微米结构,并分别用化学浴沉积法(CBD)和化学气相沉积法(CVD)在PVDF膜表面构筑了纳米结构,同时对其表面微米-纳米结构产生的机理进行了分析,探讨了表面结构和化学组成对PVDF膜表面超疏水性的影响.
1试验
1.1试验材料和仪器
聚偏氟乙烯(PVDF,上海产);N,N)二甲基甲酰胺(DMF,分析纯,天津产);甲基三氯硅烷、甲苯、乙醇(分析纯,天津产);硫酸(98%,分析纯);粉状活性炭(分析纯,符合H G/T3491)19995化学试剂活性炭6标准,天津产).
微波等离子体处理装置(YZ,湖北国威高科技有限公司);扫描电镜(SEM,Quanta2000,FEI公司);原子力显微镜(AFM5500,美国Veeco);X射线光电子能谱仪(XPS,A xis U ltra DLD,英国Kra2 tos公司);接触角测量仪(JY282,河北承德试验机有限责任公司);电热鼓风干燥箱(DL210122BS,天津);电子天平(LD,沈阳龙腾电子有限公司).
1.2试验方法
以下试验工艺均是通过单因素分析和正交试验后得到的最佳试验条件,步骤如下:
(1)PVDF膜的制备:将PVDF粉体溶解于DMF溶剂中,配制成质量分数为5%的PVDF溶液,60e下恒温搅拌1h,静置脱泡30min,涂膜, 120e下烘干30min,然后在180e下焙烘3min,即得到具有微米结构的PVDF膜.
(2)PVDF膜等离子体处理:在真空度为10Pa 的条件下,采用氧等离子体处理PVDF膜5~15 min,处理功率200W.
(3)PVDF膜表面修饰:(a)化学浴沉积法,具体做法是:将甲基三氯硅烷溶解于甲苯溶剂中,制成体积比为1/10~1/3的有机硅烷溶液,放在相对湿度为30%~60%的密闭容器中,待用;将经等离子体处理过的PVDF膜浸渍在上述密闭容器中的甲基三氯硅烷溶液里,表面处理10min;(b)化学气相沉积法,具体做法是:将经等离子体处理过的PVDF 膜放在上述密闭容器中的甲基三氯硅烷溶液上方气体中,在气相条件下沉积处理1h.处理后的PVDF 膜依次用甲苯、乙醇和体积比为1B1的乙醇/水在常温下充分洗涤,在120e下烘干10min后,即制得超疏水PVDF膜.
1.3性能测试
用SEM,AFM研究PVDF膜表面微米-纳米结构形态与疏水性能的关系;用XPS研究沉积在PVDF膜表面的纳米物质成分.
接触角测试:用进样器吸0.05mL蒸馏水滴到PVDF膜表面,调节水滴的位置和焦距,读出读数.如此在PVDF膜材不同部位选择5个点重复试验,所得结果的平均值即为该膜材与水的接触角.
集灰试验:将炭粉均匀涂撒在PVDF膜上,然后用进样器滴下0.5mL水滴,将PVDF膜倾斜微小角度使水滴滚动一段距离.若表面水滴会成珠并将炭黑滚落带走,则表示其具有防污自洁性能,倾斜的角度称为滚动角.
2结果与讨论
2.1PVDF膜的SEM表征
选择在PVC膜材上涂覆PV DF膜的原因一是PVDF膜可抵抗由紫外线引起的降解和大气中化学物质的损伤,还可抵抗海藻类菌和真菌的侵蚀[8];二是PVDF为一种高相对分子质量的半结晶有机氟聚合物,其结晶度为60%~80%,在特定情况下能形成微球[9210],且其耐候性比其他结晶聚合物更为优良[11].图1为本研究制备的PVDF膜表面形态.可以看到,该膜表面由微米尺寸的微球构成,表面较为光滑,微球之间有较深的沟壑.但PVDF涂层膜
37
第1期郑振荣,等:防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备与表征
图1P VDF膜表面的SEM图
F ig.1T ypical SEM image of P VDF film surface
morphology(1500@)表面与水的接触角只有88b,要想达到良好的疏水和防污性能,由荷叶效应得到启示,必须再在其表面构筑纳米结构.
PV DF膜具有较高的化学惰性,难以采用普通的化学改性方法使其获得超疏水性能.为了在PVDF膜表面构筑牢固的纳米结构,采用氧等离子体在其表面引入活性基团[12],以便于化学沉积反应中甲基三氯硅烷水解产生的硅醇基与PVDF膜表面发生牢固的化学键合.
图2为经氧等离子体处理不同时间后PVDF 膜的表面形态.由图2可见,
未经氧等离子体处理的
(a)0min(b)7min(c)10
min
图2P VDF膜经不同氧等离子体处理时间后的表面形貌变化
Fig.2SEM images of PVDF film surfaces treated with oxygen plasma(15000@)
试样表面乳突较为平整光滑;经氧等离子体刻蚀
7min后,PVDF膜的乳突边缘形成了细小褶皱,主
要是因为PVDF膜内存在晶区和非晶区,当等离子
处理时间较短时,其中的非晶区受等离子体影响较
大所致;氧等离子体刻蚀10min后PVDF膜表面出
现了许多细小坑洞,这主要是因为氧等离子体处理
时间延长后,膜材受到的刻蚀现象变得显著,使膜表
面的粗糙程度增加.经氧等离子体刻蚀7,10min
后,PVDF膜表面与水的接触角分别为85b和81b,均
低于88b.因此,仅通过氧等离子体刻蚀很难使
PVDF膜具有超疏水性能,还需进行化学修饰来提
高其疏水性能.
2.2化学沉积后PVDF膜的SEM表征
烷基氯硅烷是一种常用的防水剂,自从1940年
代Gener al Electric公司的Rochow用铜催化氯甲
烷和硅,合成了甲基氯硅烷的混合物后,这些混合物
就用作军事上的航空疏水材料.甲基三氯硅烷可在
一定条件下发生解聚缩合反应,生成交联聚合
层[13],增加固体表面的粗糙度,且反应生成的硅氧
烷为低表面能的纳米颗粒,类似于荷叶表面的蜡晶.
甲基三氯硅烷遇到水或活性基团会发生水解聚
合反应.若保持空气湿度一定,则甲基三氯硅烷可吸
收空气中的水蒸气而发生水解反应并生成硅醇基,
反应式如下:
CH3SiCl3+H2O CH3SiCl2(OH)+H Cl
CH3SiCl2(OH)+H2O CH3SiCl(OH)2+H Cl
CH3SiCl(OH)2+H2O CH3Si(OH)3+H Cl
进而,硅醇基与底材表面羟基形成氢键或缩合成)
SiO)M(M为底材表面),同时硅烷各分子间的硅
醇基又相互缩合、齐聚而形成网状分子结构[14],沉
积在PVDF膜表面.
硅醇基分子间缩合:
硅醇基与底材形成共价键:
图3为利用化学浴沉积法在含有微米乳突的
PVDF膜表面所制备的纳米结构形态.由图3(a)可
见,在微米结构的基础上生成了许多微小的刺状物
质;在图3(b)上则可观察到这些刺状结构为线性网
络结构,网络内部可充入空气.
由于甲基三氯硅烷在常温下的挥发性很强,该
气体挥发出来后可与空气中的水分子发生水解反
应,生成硅醇基,而硅醇基之间也会发生缩合反应,
然后因含有硅醇基的硅烷其相对分子质量比空气
大,它会慢慢沉积在PVDF膜材表面,与膜表面的38建筑材料学报第13卷
(a)3000
@
(b)20000@
图3 化学浴沉积法制备P VDF 膜表面的SEM 图Fig.3 SEM images of PVDF film deposited by CBD method
活性基团形成氢键,这就是利用化学气相沉积法也可以制备纳米结构的原因.图4为利用化学气相沉积法制备的PVDF 膜SEM 图,可以看出在微米结构的膜表面覆盖了一层似霜的物质,放大15000倍后发现该纳米物质如鸟爪状般生长在PVDF 膜表面
.
(a)3000
@
(b)15000@
图4 化学气相沉积法制备PVDF 膜表面的SEM 图
Fig.4 Nano 2structures on PVDF f ilm made by CVD method
2.3 X 射线光电子能谱仪测试纳米物质组成
由图3,4可以看到通过化学沉积后,在PVDF 膜表面生成了纳米结构的物质.为了确定该物质的组成,利用X 射线光电子能谱仪(XPS)对其进行测试和分析,结果见图5.
(a)Wide spectra depos ited b y CBD m ethod
(b)Nar row spectra of Si2p element of (a)
(c)Wide spectra deposited by CVD method
图5 XPS 分析PVDF 膜上沉积物质的元素组成Fig.5 XP S spectra obtained from the nanostructures
on P VDF film sur faces
由图5(a)可见,化学浴沉积法制备的PVDF 膜表面主要由Si2p 和Si2s,C1s,O1s 几种价态的元素组成.图5(b)为用化学浴沉积法制备的纳米结构Si2p 的窄谱图.结合能为102.7eV 的Si2p 元素是甲基三氯硅烷反应后附着在PV DF 膜表面的Si )CH 3[15]
部分,该Si2p 的原子浓度为22.06%,说明纳米结构中含有较多Si )CH 3;结合能为153eV 的Si2s 元素来自于硅醇基之间或硅醇基与薄膜表面的)OH 等反应后生成的Si )O [15]键,其中O 元素的原子含量特别高,达44.21%,说明纳米结构中硅醇基之间及硅醇基与基材之间发生了充分反应.图5(c)为用气相沉积法制备的PVDF 膜表面元素组成的宽谱图.它与图5(a)的不同之处为在膜表面出
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第1期郑振荣,等:防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备与表征
现了F1s 峰,这主要来自于气相沉积后PVDF 膜表面未被沉积的部分.由以上分析及甲基三氯硅烷的反应机理,可以确认表面生成的纳米物质均为聚甲基硅氧烷.
2.4 接触角测试
为证明化学沉积后PVDF 膜表面达到了超疏水性能,测试了沉积前后PVDF 膜与水的接触角,见图
6.
(a)Undeposited (b)Deposited by CB D
method
c)Deposited by CVD method
图6 PVDF 膜的接触角照片
F ig.6 Shapes of water droplet on PVDF f ilm
水滴在常规PV C 膜材表面铺展,接触角只有30b ,而图6(a)中含有微米乳突的PVDF 膜表面与水的接触角为88b ,相对PVC 膜显著提高.图6(b)为利用化学浴沉积法正交试验所得最优工艺制备的PVDF 膜表面接触角照片,接触角为157b .图6(c)为利用化学气相沉积法正交试验所得最优工艺制备的PVDF 膜表面接触角照片,接触角为155b .可以看出,利用化学浴沉积法和化学气相沉积法制备的PVDF 膜表面均为超疏水表面,使用这两种方法制备的PVDF 膜表面疏水性能相差不多.
2.5 原子力显微镜测试PVDF 膜表面的尺寸 为得到PVDF 膜表面粗糙结构的具体尺寸,利用原子力显微镜测试并分析了化学沉积前后膜表面的形态,见图7.由图7可见,未经化学沉积的PVDF 膜表面由大的乳突构成,PVDF 膜表面相对光滑;用化学浴沉积法制得的PVDF 膜表面覆盖了许多小山包,而用化学气相沉积法制得的PVDF 膜表面覆盖了一层连续排列的小山峰状突起,说明两种沉积方式均在PVDF 膜表面生成了纳米结构,从而显著增加了膜表面的粗糙度.
对原子力显微镜图进行分析后可知,PVDF 膜
是由直径约为8L m 的光滑微米乳突构成,乳突的
高度约为5L m,乳突间距为4L m;用化学浴沉积法在PVDF 膜乳突上沉积的小山包直径约为200nm,山包高200nm,山包间距约为380nm;用化学气相沉积法在PVDF 膜乳突上沉积的小山峰直径约为200nm,峰高226nm,峰间距约为170nm.
(a)Undeposited
(b)Dep os ited by CBD m ethod
(c)Depos ited b y CVD m ethod
图7 P VDF 膜的原子力显微镜图F ig.7 AF M images of PVDF film (size:L m)
人们通常用Wenzel 理论和Cassie 2Baxter 理论来解释粗糙表面的润湿性能.Wenzel 理论认为:液滴始终能填满粗糙表面存在的凹槽,其理论方程为:cos H 1=r cos H Y .其中H 1为液体在粗糙表面上的表观接触角;H Y 为液体在理想光滑表面上的接触角;r 为粗糙度因子,定义为固体与液体接触面之间真实面积与表观几何面积之比,r >1.在Wenzel 理论中对于疏水表面,接触角和滞后均随粗糙因子的增大而增大.由前述可知,经过化学沉积后,纳米物质增加了PVDF 膜表面的粗糙度,按照Wenzel 理论此时滞后应大大增加,而实际上PV DF 膜表面的滚动
40
建 筑 材 料 学 报第13卷
角由12b下降为4b,与Wenzel理论相冲突.对于一些粗糙度高的表面,Wenzel理论就失去了其物理意义[16].Cassie和Baxter研究认为:液滴在粗糙表面上的接触是一种复合接触,液滴并不能填满粗糙表面上的凹槽,在液珠下将有截留的空气存在.这时的静态接触角H2可由Cassie2Baxter方程得到:cos H2 =f(1+cos H Y)-1,式中f为与液体实际接触的固体表面所占的比例.
由Cassie2Baxter理论可知,当液滴滴在具有微米-纳米双重结构的PVDF膜上时,在液滴和凹槽间截留的空气会形成气垫,使静态接触角提高到150b以上;沉积生成的聚甲基硅氧烷为低表面能物质,因此液滴不能渗透,只能自由滚动.由于尘污和PVDF膜之间静电效应的存在[17],细小的尘污粒子会附着在PVDF膜表面,而PVDF膜表面的双微结构可减少污物和膜表面之间的接触,进而降低其黏附力,这就是粗糙结构表面污物容易去除的原因. 2.6PVDF膜材自洁性能测试
为测试所制备PVDF膜表面的防污自洁性能,进行了集灰试验,结果见图
8.
(a)Not depos ited(b)Deposited by CB D method(c)Depos ited by CVD m
ethod
图8PVDF膜的自洁性能测试
Fig.8Self2cleaning test of PVDF film
由图8可见:水滴滴在PV DF膜上后略有铺
展,倾斜微小角度不会滑落,当倾斜12b时,水滴在
膜表面发生迁移,但滞后非常明显,且水滴不能将炭
粉全部带走;当水滴滴在用化学浴沉积法及化学气
相沉积法制备的PVDF膜表面上时均能呈球状,分
别倾斜4b就能使膜表面的水滴滑落,且水滴滑落时
很容易将炭黑带走,证明采用两种沉积方法制备的
PVDF膜均具有良好的防污自洁效果.
3结论
1.PVDF溶液涂膜后,可形成直径约为8L m
的乳突,膜表面与水的接触角为88b,滚动角为12b.
使用氧等离子体处理PVDF膜的主要目的是在该
表面产生活性基团,以有利于化学沉积反应的进行.
2.化学浴沉积法在PVDF膜表面生成刺状线
性网络纳米结构,该纳米结构的直径约为200nm,
山包高200nm,山包间距约380nm.该表面与水的
接触角为157b,滚动角为4b.说明该表面生成纳米
结构后,疏水性能大大提高,滚动角迅速降低.
3.化学气相沉积法可以在PVDF膜表面生成
鸟爪状纳米结构,该纳米结构的直径约为200nm,
小山峰高226nm,峰间距约170nm,膜表面与水的
接触角为155b,滚动角为4b.
4.沉积在PVDF膜表面的纳米物质为聚甲基
硅氧烷,集灰试验表明采用化学浴沉积法和化学气
相沉积法所制备的PVDF膜表面都具有良好的自
洁性能.
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124建筑材料学报第13卷
PVDF聚偏氟乙烯，分子式：-(C2H2F2)n- ，英文缩写poly(vinylidene fluoride)，主要 是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具和通用树 脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性（可在户外长期使用）、耐辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，化学结构中以氟一碳 化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合。PVDF亲水性较差。 PVDF膜在处理前是疏水性的膜，经过甲醇处理后，PVDF膜就成了亲水性的了。这个你在 实验中也应该看到了。 所以，只要用甲醇处理PVDF膜30s左右就可以完全的把PVDF膜从疏水性状态转变成亲水性的了，时间延长后效果都是一样的。 同时，用肉眼观察，膜表面是否还有白色的点状或者块状区域存在，没有了再浸泡到transfer buffer中15 min。用过millipore、Pall-Gelman、osmonics的PVDF膜，都是 在甲醇中浸泡1-2 MIN。millipore公司的膜说明书都说的是在甲醇中浸泡1-2min。 PVDF膜可以结合蛋白质，而且可以分离小片段的蛋白质，最初是将它用于蛋白质的序列 测定，因为在Edman试剂中会降解，所以就寻找了PVDF作为替代品，虽然PVDF膜结合蛋 白的效率没有硝酸纤维素膜高，但由于它的稳定、耐腐蚀使它成为蛋白测序理想的用品， 一直沿用至今。PVDF膜与硝酸纤维素膜一样，可以进行各种染色和化学发光检测，也有很广的适用范围。这种PVDF膜，灵敏度、分辨率和蛋白亲和力在精细工艺下比常规的膜都要高，非常适合于的检测。 但是使用PVDF膜前，一定要先用无水甲醇预处理，再在transfer buffer中平衡好才可以使用（PVDF膜用甲醇泡的目的是为了活化PVDF膜上面的正电基团，使它更容易跟带 负电的蛋白质结合）。经过预处理的PVDF膜在转膜时，可以使用不含甲醇的transfer buffer。
聚乙烯醇缩甲醛的制备 一、 令狐采学 二、实验目的 了解聚乙烯醇缩甲醛的化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。 三、实验原理 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下: 聚乙烯醇缩醛化机理: 聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即红旗牌胶水。反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合
剂。 四、实验药品及仪器 药品：聚乙烯醇（7g）---、甲醇（4.6mL） ---、盐酸(40%工业纯1:4）、氢氧化钠(1.5mL)（8%）、蒸馏水（90+34mL）等； 仪器：恒温水浴锅、搅拌器、三口烧瓶、球型冷凝管、温度计、吸管、天平、量筒、pH试纸等。 五、实验装置图 六、实验步骤与现象分析 步骤（1）： 在250ml三颈瓶中，加入90ml去离子水（或蒸馏水），7g聚乙烯醇，搅拌下升温溶解。 现象：[白色晶状聚乙烯醇溶解] 分析：[聚乙烯醇可溶于蒸馏水中] 步骤（2）： 等聚乙烯醇完全溶解后，于90℃左右加入4.6ml甲醛（40%工业纯），搅拌15min，再加入1:4的盐酸，使溶液PH为1~3，保持温度90℃左右，继续搅拌。 分析：[调节PH使之为酸性，是因为H离子作为羟醛缩合的催化剂。升温是由于甲醛沸点低易挥发，缩合反应不可
聚偏氟乙烯的晶体结构 顾明浩1,张 军13,王晓琳2 (11南京工业大学材料科学与工程学院,南京 210009;21清华大学化学工程系,北京 100084) 摘要:介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型 之间的相互转换。同时简单介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的 影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。 关键词:聚偏氟乙烯;晶体结构;α晶型;β晶型;γ晶型 引言 聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的压电性、焦电性、高机械性、高绝缘性和耐冲击性,应用非常广泛,从简单的绝缘体、半导体到压电薄膜和快离子导体膜,这主要由于PVDF晶型多样性的结果。PVDF常见的晶体结构主要有三种:β(Ⅰ)、α(Ⅱ)、γ(Ⅲ)。其中α晶型最为常见,β晶型因其优良的压电性能受到广泛的关注。γ晶型为极性,一般产生于高温熔融结晶。PVDF三种晶型在不同的条件下产生,又在一定的条件下相互转变,因而PVDF因为晶型晶体结构的不同而显示不同的性能,本文就PVDF三种主要晶型的产生条件和不同环境因素对三种晶型的影响进行了具体阐述。 1 PVDF的主要晶体结构 111 α晶型 α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=01496nm,b=01964nm,c=01462nm[1]。α晶型的构型为TG TG′,并且由于α晶型链偶极子极性相反,所以不显极性[2]。 11111 α晶型的产生 在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。在与环己酮[3]、二甲基甲酰胺[4]、氯苯[4]形成的溶液中结晶也可以得到α晶型的PVDF。 11112 结晶温度对α晶型的影响 结晶温度的高低直接影响结晶速度,要得到完善的单晶,结晶温度必须足够高,或者过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够快,以保证分子链的规整排列和堆砌[5]。同时结晶温度对聚合物晶体结构也有影响,在不同的结晶温度下,聚合物大分子链以不同的构型排列,呈现出不同的晶体结构。 对于α晶型的PVDF在不同温度的结晶行为,可通过偏光显微镜观察其球晶生长情况,在120℃～160℃结晶,随着结晶温度的升高,球晶数量减少,球晶尺寸增大,球晶的生长速率增加,而成核速率相应减少。当温度从160℃升高到170℃,球晶数量逐渐变小,以致几乎为零,但当结晶温度大于170℃,又出现球晶,是γ晶型。说明当结晶温度高于160℃,α晶型消失,所以PVDF在160℃下熔融结晶,产生α晶型。从220℃熔融,以40℃Πmin降温速率,通过DSC发现结晶峰值温度在130℃,说明α晶型最快结晶温度在130℃[6]。 Pawel等[7]发现PVDF在155℃结晶只有α晶型存在,当结晶温度在160℃以上,α晶型和γ′晶型同时存在(当在高温下,当α晶型转变为γ晶型时,此时的γ晶型称为γ′晶型),在更高的温度下,只有γ晶 基金项目:江苏省高校无机及其复合新材料重点实验室资助项目; 作者简介:顾明浩(19812),江苏南通人,男,硕士研究生,主要从事热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究; 3通讯联系人.
醇解法制备聚乙烯醇
第一章产品简介 (6) 1.1 产品的性质 (6) 1.2 产品的应用 (7) 第二章原料规格及性质 (9) 2.1 原料规格 (8) 2.2 原料性质 (9) 第三章合成原理及工艺路线 (10) 第四章流程图 (12) 4.1 生产设备 (12) 4.2 工艺流程 (12) 第五章操作步骤及工艺参数 (13) 5.1 操作步骤 (15) 第六章产品规格及标准 (17) 第七章消耗定额及成本核算 (18) 7.1 工程投资 (18) 7.2 生产投资 (18) 7.3 年利润核算 (18) 第八章参考文献 (19) 附图说明 (20)
1.1 产品的性质 聚乙烯醇是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料，经溶液聚合、无水低碱醇解得。聚乙烯醇（PV A）其充填密度约0.20～0.48g／cm3，折射率为1.51～1.53。聚乙烯醇的熔点难于直接测定，因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。用间接法测得其熔点在230℃左右。聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。玻璃化温度除与测定条件有关外，也与其结构有关。聚乙烯醇工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点，是一种环保型产品，聚乙烯醇主要有完主醇解型和部分醇解型两大类。聚乙烯醇的端基较复杂，除了羟基外，还有羧基、羰基和二甲基乙氰基等。这些基团表现了复杂的行为。它们除了影响到维尼维纤维的着色、染色性能、吸湿性能，并促使聚乙烯醇溶解部分的增加。根据羟基空间分布的位臵，可分为全同结构聚乙烯醇（I-PV A）、间位结构聚乙烯醇(S-PV A)和无规结构聚乙烯醇（A-PV A）。 聚乙烯醇的一般性质：1) 外观：白色或微黄色片状、颗粒状固体。2) 填充比重：0.4～0.5g/ml 3) 水溶性：本品在冷水中仅溶胀，随水温的升高而逐渐溶解，在搅拌情况下至95℃能迅速溶解。在热水中的最高浓度达16％左右。其水溶液具有良好的成膜性和粘接性。4) 耐化学药品性：本品耐弱酸、弱碱及有机溶剂，耐油性极好。5) 热稳定性：在40℃以下没有显著变色，至160℃时颜色逐渐变深，超过220℃开始分解，生成水、乙酸、乙醛等。6) 贮存稳定性：本品贮存稳定性良好，长期贮存不发霉，不变质。但其水溶液长期贮存时，需加一定的防霉剂，如FF02等。而且由于聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低于一般低分子醇类。聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。醚化反应后，聚乙烯醇分子间作用力有所减弱，制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。在聚乙烯醇水溶液
聚偏氟乙烯纳米纤维的制备 一、背景 聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其它少量含氟乙烯基单体的共聚物，属于线性结晶聚合物，PVDF树脂属于热塑性聚合物，呈白色粉末状、粒状。具有优良的耐热和耐化学性、高机械强度和韧性、高耐磨性、卓越的耐气候性、以及对紫外线和核辐射的稳定性。 聚偏氟乙烯的结构式 聚偏氟乙烯因其具有高机械强度，耐酸，耐碱，压电等优良性质，被广泛的用于电纺纤维制备电池隔膜，传感器，过滤膜等。S.S.Choi等人研究发现，将PVDF基电纺纤维膜应用在锂离子电池中，不仅可以直接作电池隔膜使用，还可以在电解液中活化作为聚合物电解质使用[1]。王永荣用PVDF纳米纤维膜制作了一个压力传感器，每个传感器由三层结构构成，包括柔性上电极、PVDF纳米纤维膜和固定的下电极构成[2]。迪肯大学的Fang等人研制了利用静电纺PVDF薄膜制成的一个能量发电机，通过桥电路将机械力产生的交流电转换成直流电，点亮了电路中的LED灯[3]。武汉理工大学的翟威釆用引入聚氨酯预聚体的方法对PVDF 电纺膜进行粘结改性,使聚氨酯预聚体反应交联后和PVDF形成半互穿性网络,从而提高PVDF 膜的力学性能[4]。 二、纳米纤维的制备 2.1仪器和试剂 仪器：静电纺丝装置(SS-2535H)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电子显微镜(SEM)试剂：聚偏氟乙烯；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，丙酮（市售，分析纯）； 2.2聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备 使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜。称取一定量的PVDF样品放入100mL磨口锥形瓶，按溶剂的DMF和丙酮按体积比3:2加入锥形瓶内配制成浓度为17%的溶液，水浴加热将其溶解。取5mL配制好的溶液进行静电纺丝。用铝箔作为接收，调节正电压为10KV，负高压1.5KV，喷射距离15cm。液滴在静电力作用下在喷针形成Taylor锥形成射流和纤维。纺丝时间为6~8h后制得聚偏氟乙烯纳米纤维膜。
聚偏氟乙烯膜(PVDF)亲水性改善方法的研究进展 以下是为大家整理的聚偏氟乙烯膜(pVDF)亲水性改善方法的研究进展的相关范文，本文关键词为聚偏,乙烯,pVDF,水性,改善,方法,研究进展,聚偏,乙烯，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在综合文库中查看更多范文。 聚偏氟乙烯膜（pVDF）亲水性改善方法的研究进展 摘要：聚偏氟乙烯(pVDF)有价格低廉、化学和热稳定性好、机械强度高等优点，但pVDF分子链上氟原子对称分布导致了材料表面的
表面能低、疏水性强，在含油废水分离过程中污染严重，从而制约了pVDF分离膜的应用，因此需要对膜材料表面进行亲水化改性处理。对于聚偏氟乙烯膜的改性主要有物理和化学两种方法，然后可用接触角、膜的纯水通量等测试对其亲疏水性表征。关键词：聚偏氟乙烯，亲水性，接触角 1、聚偏氟乙烯简介[1] pVDF由偏氟乙烯单体ch2=cF2经悬浮聚合或乳液聚合得到，它是一种成膜性能较好的聚合物材料，使用诸如二甲基甲酞胺(DmF)、二甲基乙酞胺(DmAc)和n-甲基毗咯烷酮(nmp)等极性溶剂溶解。从pVDF分子结构分析，整体符合一般聚烯烃分子碳链的锯齿构型，氟原子替代氢原子，因为氟原子电负性大，原子半径很小，c-F键长短，其键能达到50kJ.mol-1，整个分子链呈柔性使聚合物具有一定的结晶性，表现为突出的热稳定性，熔点为170℃，热分解温度在316℃以上，连续在150℃高温以下暴露2年内不会分解。由于氟原子对称分布，整个分子显示非极性，聚合物表面能很低，仅为25J.m-3。通常太阳能中可见光---紫外光部分对有机物起破坏作用，光子波长在200--700nm之间，而c-F键能接近220nm光子在总数中所占比例极少，所以氟材料耐环境气候性好。由于性质稳定的氟原子包围在碳链四周，使pVDF具有很好的化学稳定性，在室温条件下不易被酸、碱和强氧化剂及卤素腐蚀。因pVDF能溶于一些强极性溶剂中，且具有很好的可纺制性能，它可以被用来纺丝制备中空纤维膜。聚偏氟乙烯在1961年首先在建筑领域被商品化，迄今数十年的使用中pVDF树
1.实验 1．1试剂和仪器 (1)仪器：Alpha-Centau“FT．IR型红外光谱仪 (日本岛津)，S540—SEM型扫描电镜(日本日立)，热 分析(DT A_TG)(Du Pont 1090B型热分析仪)，紫 外一可见光谱仪(日本日立)UV-3400紫外可见分光光度计，PH孓3C型精密pH计(上海精密科学有限 公司)。 (2)试剂：壳聚糖(CS)(浙江玉环县化工厂，分 子量：1．5×105，脱乙酰度：93％)，聚乙烯醇(PVA) (佛山市化工实验厂，日本进口分装，Mw一1．o× 105)，冰乙酸(分析纯)，甲醛(37％，分析纯)，盐酸 (分析纯)，氢氧化钠(分析纯)。 1．2水凝胶的制备及其溶胀性能测试 1．2．1水凝胶的制备 取50mL圆底烧瓶，向其中加入o．5 g CS、 15mL二次水和2mL冰乙酸(3 m01／L)，搅拌均匀 后，再加入o．39 PVA，搅拌混合均匀，然后抽真空， 向其中加入2mL甲醛(37％)，室温反应24h；成胶 后，取出，切成1mm3左右的颗粒，用二次水浸泡，每 天换1次水，1周后取出；真空干燥，最后置于干燥 器中备用。
2. 实验 1．1 实验样品的制备 1．1．1 银溶胶的制备 将0．001mol／L的单宁酸和0．1mol／L的Naz COs溶液加热 至6O℃并搅拌，逐滴滴加0，001mol／L的AgNO3。当混合物颜 色逐渐加深至橙红色时，形成稳定的银溶胶。反应的关键是控 制AgNOa溶液的滴加速度和加入量。其反应机理l1]为： 6 AgNOs+ 6H52046+ 3 Na2C03— 6Ag +C76H52049+6 NaNO3+3 0 1．1．2 Ag／聚乙烯醇复合水凝胶的制备 制备浓度为1O％的PVA溶胶，将新制备的银溶胶在搅拌 的条件下加入PVA溶胶中，其混合液在室温下静置5min后倒 入模具中，放入THCD-04低温恒温槽中，采用冷冻一解冻法使之 结晶成型。每个循环的冷冻一解冻工艺见图1。按此做7个循环 制得样品，即得到Ag／PVA水凝胶。同理可制得Ag 浓度为 O％、0．125％、0．25 、0．5％ (即Ag 占PVA的质量百分比 为：O％、1．25％、2．5 和5 )的Ag／PVA复合水凝胶。将样品制成哑铃形，测试区宽度约4mm，厚度约lmm(每个样品在测试前用千分尺精确测定其宽度和厚度)。每个样品裁5个样条，结果取平均值。2．1 Ag／PVA复合水凝胶的制备 微粒由于比表面积很大和表面不饱和键较多，具有很高的 表面能，所以极易团聚_3]。如果金属微粒发生团聚，则其光、电、
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2013.06.19C N 103157391 A (21)申请号 201210347108.9 (22)申请日 2012.09.18 B01D 71/34(2006.01) B01D 69/08(2006.01) B01D 67/00(2006.01) (71)申请人中南大学 地址410083 湖南省长沙市岳麓区左家垅 (72)发明人蒋兰英 宋正伟 (74)专利代理机构中南大学专利中心 43200 代理人黄键 (54)发明名称 一种聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种聚偏氟乙烯多孔膜的制备 方法，包括：铸膜液、芯液和外凝胶浴的配制；中 空纤维膜的纺制等步骤，本发明的制备方法，工艺 简单，能实现工业化生产，产品质量稳定；由于采 用了非溶剂致相变固化技术，所制备的膜孔隙率 达到80％，在较低的操作温度65℃下通量达到 21kg·m -3h -1，截留率可以达到99％以上，很适合应 用于膜蒸馏分离技术。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页(10)申请公布号CN 103157391 A *CN103157391A*
1/1页 1.一种聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征是，包括以下步骤： ①铸膜液、芯液和外凝胶浴的配制： 铸膜液采用聚偏氟乙烯聚合物、极性溶剂和添加剂三种物质按重量百分比12-18％、70-88％，0.-10％在60-70℃混合均匀；其中极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮；添加剂组成是丙三醇、乙二醇中和聚乙烯吡咯烷酮的一种； 芯液的组成为水或者有机试剂N-甲基吡咯烷酮和水的混合液，其中有机试剂与水的质量比例为10-50％； 外凝胶浴为水或者另一有机试剂与水的混合液，其中另一有机试剂为甲醇、乙醇、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮中的一种，另一有机试剂与水的质量比为10-50％； ②中空纤维膜的纺制： 使铸膜液从喷丝头外孔流出，同时使芯液从喷丝头内孔流出，并且二者流速为3-10ml/min ；形成的膜丝经过2-16cm 的气隙高度后，以3-10m/min 的绕丝速度进入外凝胶浴相变成型后收集，上述过程中的铸膜液温度25-50℃，芯液温度25-50℃，凝胶浴温度为25-50℃。 2.根据权利要求1的一种聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征是，所述外凝胶浴分为不同的两组；在中空纤维膜的纺制过程中从喷丝头流出的铸膜液和芯液先后通过不同的两组外凝胶浴。 3.根据权利要求1的一种聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征 是，在中空纤维膜的纺制步骤后还包括中空纤维膜后处理步骤，将收集的膜丝首先放入水中浸泡48-64小时，除去残余的极性溶剂，然后在甲醇浸泡2-3小时除去膜丝中所含的水溶液，最后放入正己烷浸泡2-3小时，脱去甲醇溶液后进行干燥。 权 利 要 求 书CN 103157391 A
聚偏氟乙烯晶体结构及多晶型转化关系的研究进展 （兵器工业集团五三研究所，济南250031） 摘要：介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)两种主要的晶体结构：α晶型、β晶型，同时简要的介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素下各晶型之间的转化关系。指出PVDF压电材料在多个领域具有广阔的应用前景。 关键字：聚偏氟乙烯晶体结构晶型转化 1引言 近年来，聚偏氟乙烯（PVDF）在功能高分子材料领域引起人们的特别关注。其原因在于它具有实际应用价值的压电性，热释电性以及复杂多变的晶型结构。 PVDF是由CFCH键接成的长链分子，通常状态下为半结晶高聚物，结晶度约为50%。迄今报道有五种晶型：α、β、γ、δ及ε型[1-2]，它们在不同的条件下形成，在一定条件下（热、电场、机械及辐射能的作用）又可以相互转化[3-6]。在这五种晶型中，β晶型最为重要，作为压电及热释电应用的PVDF，主要是含有β晶型。 2 PVDF多晶型的晶体结构及其形成条件 2.1 α晶型 α晶型是PVDF最普通的结晶形式。其为单斜晶系，晶胞参数为a=0.496nm，b=0.964nm，c=0.462nm[7]。a晶型的构型为TGTG ，并且由于a晶型链偶极子极性相反，所以不显极性[8]。α晶型的ab平面结构示意图，如图１所示。 图１α晶的ab平面结构示意图 Fig 1 Projection of poly(vinylidene fluoride) chain onto the ab plane of the unit cell for polymorphic α ________________________________________________________________ ______作者简介：张军英（1978－），女（汉族），在读硕士研究生，主要从事功能材料方面的研究。通讯作者：E-mail： Tel:
聚偏氟乙烯膜（PVDF）亲水性改善方法的研究进展 摘要：聚偏氟乙烯(PVDF)有价格低廉、化学和热稳定性好、机械强度高等优点，但PVDF分子链上氟原子对称分布导致了材料表面的表面能低、疏水性强，在含油废水分离过程中污染严重，从而制约了PVDF分离膜的应用，因此需要对膜材料表面进行亲水化改性处理。对于聚偏氟乙烯膜的改性主要有物理和化学两种方法，然后可用接触角、膜的纯水通量等测试对其亲疏水性表征。 关键词：聚偏氟乙烯，亲水性，接触角 1、聚偏氟乙烯简介[1] PVDF由偏氟乙烯单体CH2=CF2经悬浮聚合或乳液聚合得到，它是一种成膜性能较好的聚合物材料，使用诸如二甲基甲酞胺(DMF)、二甲基乙酞胺(DMA C)和N-甲基毗咯烷酮(NMP)等极性溶剂溶解。从PVDF分子结构分析，整体符合一般聚烯烃分子碳链的锯齿构型，氟原子替代氢原子，因为氟原子电负性大，原子半径很小，C-F键长短，其键能达到50kJ.mol-1，整个分子链呈柔性使聚合物具有一定的结晶性，表现为突出的热稳定性，熔点为170℃，热分解温度在316℃以上，连续在150℃高温以下暴露2年内不会分解。由于氟原子对称分布，整个分子显示非极性，聚合物表面能很低，仅为25J.m-3。通常太阳能中可见光---紫外光部分对有机物起破坏作用，光子波长在200--700nm之间，而C-F键能接近220nm光子在总数中所占比例极少，所以氟材料耐环境气候性好。由于性质稳定的氟原子包围在碳链四周，使PVDF具有很好的化学稳定性，在室温条件下不易被酸、碱和强氧化剂及卤素腐蚀。因PVDF能溶于一些强极性溶剂中，且具有很好的可纺制性能，它可以被用来纺丝制备中空纤维膜。聚偏氟乙烯在1961年首先在建筑领域被商品化，迄今数十年的使用中PVDF树脂的优良性能得到广泛的证明，在X射线平板印刷术、光纤、涂料等方面己被广为应用。近些年来含氟聚合物又作为一种性能优异的膜材料，在膜分离工程领域的研究应用成为人们热点关注对象。 PVDF相对于聚醚砜(PES)、聚丙烯睛(PAN)等其它膜材料，PVDF膜的特点是疏水性强，是膜蒸馏和膜吸收等分离过程的理想材料。但是，同样因其强疏水性而导致在含油废水分离时污染严重、通量减小，制约了其在此领域应用。对
五、聚乙烯醇及其缩丁醛的制备 一、实验目的 1．了解聚合物中官能团反应的常识，并学会其中的操作技术。 2．了解大分子的基本有机化学反应，在高分子链上有合适的反应基团时，均可 按小分子有机反应历程进行高分子反应。 3．了解通过高分子反应改性原理。 二、实验原理 由于单体乙烯醇并不存在，聚乙烯醇不可能从单体聚合而得，而只能以它的酯类（即聚乙酸乙烯酯）通过醇解在酸性条件下进行，通常用乙醇或甲醇作溶剂，酸性醇解时，由于痕量的酸极难自聚乙烯醇中除去，残留在产物中的酸，可能加速聚乙烯醇的脱水作用，使产物变黄或不溶于水；碱性醇解时，产品中含有副产品醋酸钠，目前工业上都采用碱性醇解法。 碱性醇解： 酸性醇解： 醇解在加热和搅拌下进行。初始时微量聚乙烯醇先在瓶壁析出，当约有60％的乙酰氨基被羟基取代后，聚乙烯醇即自溶液中大量析出，继续加热，醇解在两相中进行，在反应过程中，除了乙酸根被醇解外，还有支链的断裂，聚乙酸乙烯酯的支化度愈高，醇解后分子量降低就愈多。 聚乙烯醇是白色粉末，易溶于水，将它的水溶液自纺织头喷入Na 2SO 4-K 2SO 4的溶液中，聚乙烯醇即沉淀而出，再用甲醛处理就得高强度、密度大的人造纤维，商品名叫“维尼纶”。 聚乙烯醇水溶液在浓盐酸催化下与丁醛缩合制得的聚乙烯醇缩丁醛树脂，就C H 2H C OCOCH 3H 2C H C OCOCH 3CH OH NaOH C H 2H C OH H 2C H C OH +CH 3COONa +CH 3COOCH 3C H 2H C OCOCH 3H 2C H C OCOCH 3CH OH H 2SO 4 C H 2H C OH H 2C H C OH +CH 3COOH +CH 3COOCH 3
聚偏氟乙烯（PVDF）压电膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。锦州科信电子材料有限公司以清华大学为技术依托，成功地实现了PVDF压电膜国产化批量生产。它具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。 性能及特点： PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近，匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压电陶瓷换能器；电容值高，可以采用低淙胱杩沟囊瞧髯鞯推到邮铡?SPAN lang=EN-US>PVDF压电膜优点如下： (1) 良好的工艺性。可用现有设备进行加工； (2) 能制作大面积的敏感元件； (3) 频带响应宽(0～500MHz)； (4) 声阻抗接近于人体组织和水，所以可用于医疗诊断的敏感装置结构中； (5) 具有高冲击强度(可使用于冲击波的传感器中)； (6) 耐腐蚀性(在活性介质中使用时这种性能是必需的)； (7) 相对介电常数较低；相应较高的压电常数值d33(约比其它压电材料高一个数量级以上)和热信号灵敏度(p/ε)值； (8) 与压电陶瓷相比有更低的导热性；并能制得更薄的薄膜； (9) 柔软坚韧(PVDF的柔顺系数约为PzT的30倍,并且轻(比重只有PzT的1/4左右)；能制成所需的各种较复杂的形状(锥形、穹顶形等)，可使用在需要具有特殊定向的元件中。 总的来说：PVDF压电膜比石英、PzT等具有压电常数大，频响宽，机械强度好，耐冲击，质轻，柔韧，声阻抗易匹配，易加工成大面积，不易受水和一般化学品的污染、价格便宜等特点。它不仅在许多领域中可替代压电陶瓷材料使用，而且还可以应用在压电陶瓷材料不能使用的场合。因此它是一种极有发展前途的换能性高分子敏感材料。 PVDF压电膜品种技术规格： 1、感观要求： 项目指标 色泽有金属光泽，基本一致
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/7317135565.html,）聚偏氟乙烯的应用及特性 变宝网8月11日讯 聚偏氟乙烯在常态下是一种半结晶高聚物，目前已知的有5中晶型，在一定的条件下可以互相转化。 一、聚偏氟乙烯的应用 PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF 良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 PVDF良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF 需求增长最快的市场之一。 PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
二、聚偏氟乙烯的特性 1、PVDF具有优良的耐化学腐蚀性、优良的耐高温色变性和耐氧化性。 2、PVDF具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度。 3、PVDF具有优良的耐紫外线和高能辐射性。 4、PVDF亲水性较差。 5、可射出及押出之氟化树脂（俗称热可塑性铁氟龙）。 6、耐热性佳并有高介电强度。 更多聚偏氟乙烯相关资讯关注变宝网查阅。 本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站； 变宝网官网网址：https://www.doczj.com/doc/7317135565.html,/tags.html 网上找客户，就上变宝网！免费会员注册，免费发布需求，让属于你的客户主动找你！
聚偏氟乙烯（PVDF） 百科名片 PVDF聚偏氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46% ，不燃，结晶度65%~78%，密度为1.17~1.79g/cm3,熔点为172℃,热变形温度112~145℃,长期使用温度为—40~150℃。基本化学属性： CAS号：24937-79-9 分子式：-(C2H2F2)n- 外观：白色或者透明固体 水溶性：不溶于水 1 PVDF聚偏氟乙烯 用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PV DF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合．因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。 2 PVDF转移膜 PVDF是一种高强度、耐腐蚀的物质，通常是用来制造水管的。PVDF膜可以结合蛋白质，而且可以分离小片段的蛋白质，最初是将它用于蛋白质的序列测定，因为硝酸纤维素膜在Edman试剂中会降解，所以就寻找了PVDF作为替代品，虽然PVDF膜结合蛋白的效率没有硝酸纤维素膜高，但由于它的稳定、耐腐蚀使它成为蛋白测序理想的用品，一直沿用至今。PVDF膜与硝酸纤维素膜一样，可以进行各种染色和化学发光检测，也有很广的适用范围。这种PVDF膜，灵敏度、分辨率和蛋白亲和力在精细工艺下比常规的膜都要高，非常适合于低分子量蛋白的检测。 但是使用PVDF膜前，一定要先用无水甲醇预处理，再在transfer buffer中平衡好才可以使用（PVDF膜用甲醇泡的目 的是为了活化PVDF膜上面的正电基团，使它更容易跟带负电的蛋白质结合）。经过预处理的PVDF膜在转膜时，可以使用不含甲醇的transfer buffer。而使用NC膜时，有的需要用无水甲醇处理，有的则不必，直接用transfer buffer平衡好就可以了。 产品介绍 PVDF是由纯度≥99.99%的偏氟乙烯（VDF）均聚而成的涂料用PVDF可熔性氟碳树脂。有70%PVDF树脂制成的氟 碳涂料经喷涂或辊涂等工艺经烘烤制成的漆膜具有无与伦比的超耐候性能及加工性能。完全符合美国建筑材料标准A AMA2605及中华人民共和国行业标准HG/T3793-2005。PVDF不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与
PVDF聚偏氟乙烯，一种化学品，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。采用PVDF 树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。 可用一般热塑性塑料加工方法成型。其突出特点是机械强度高，耐辐照性好。具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，发烟硫酸、强碱、酮、醚绵少数化学药品能使其溶胀或部分溶解，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。 PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF 需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备
聚乙烯醇缩甲醛（胶水）的制备 一、实验目的 了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。 以聚乙烯醇和甲醛为原料制备聚乙烯醇缩甲醛胶水，了解聚合物的化学反应特点 二、实验原理 聚乙烯醇缩甲醛胶(商品名107胶)是一种目前广泛使用的合成胶水, 无色透明溶液，易溶于水。与传统的浆糊相比具有许多优点[1]:①、初粘性好,特别适合于牛皮纸和其它纸张的粘合;②、粘合力强;③、贮存稳定,长久放置不变质;④、生产成本低廉。国内有许多厂家生产此胶水。因此广泛应用于多种壁纸、纤维墙布、瓷砖粘贴、内墙涂料及多种腻子胶的粘合剂等。近年来，为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究，无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。本实验以聚乙烯醇缩甲醛为例，我们对其合成过程所用的催化剂、缩合温度等对胶水质量有影响的因素进行了试验研究和探讨,摸索出更佳更合理的工艺条件。 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下 : 聚乙烯醇缩醛化机理： 聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。
本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即胶水。反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。 三、实验药品及仪器 药品：聚乙烯醇、甲醛（40%）、氢氧化钠,浓盐酸，硫酸 仪器：搅拌器、恒温水浴,球形冷凝管，温度计，滴液漏斗， 三口烧瓶实验装置如下图： 四、实验步骤及现象 步骤现象分析 在250mL三颈瓶中，加入90mL去离子水(或蒸馏水)、7g聚乙烯醇，在搅拌下升温至85-90℃溶解。 搅拌加热升温至 90℃左右时，聚乙烯醇 全部溶解，溶液无色透 明，瓶内无白色固体。 聚乙烯醇熔点>85℃,所以需升温至 85-90℃。 等聚乙烯醇完全溶解后，降温至35-40℃加入4.6mL甲醛(40%工业纯)，搅拌15min，再加入1∶4盐酸，使溶液pH 值为1-3。保持反应温度85-90℃，继续搅拌20min，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或有絮状物产生时，立即迅速加入1.5 mL8%的NaOH溶液，同时加入34mL去离子水(或蒸馏水)。调节体系的pH 值为8-9。然后冷却降温出料，获得无色透明粘稠的液体，即市场出售的红旗牌胶水。 加入盐酸，溶液 无明显变化，PH降低至 2左右。 加入甲醛后加热升 温，溶液变稠。 升温至85-90℃一 段时间后，出现气泡， 加入NaOH和蒸馏水， PH值为9左右。冷却， 得无色透明粘稠的液 体。 必须控制PH为1-3，所以加入盐 酸不能太多也不能太少。当pH过低 时，催化剂过量，反应过于猛烈，造成 局部缩醛度过高，导致不溶于水的产物 产生。当pH过高时，反应过于迟缓， 甚至停止，结果往往会使聚乙烯醇缩醛 化成都过低，产物粘性过低。 加入甲醛后加热升温，聚乙烯醇与 甲醛反应，缩醛化，体系粘度变大，溶 液变粘稠。 产生气泡，说明分子间已经开始交 联，故此时要停止加热。 调节PH为8-9是因为，在酸性条 件下，聚合物与空气接触不稳定会继续 缩醛化，所以要调PH>7
聚偏氟乙烯的发展与应用 高倩 （北京化工大学理学院应用化学系，北京，20110522） 摘要：本文从结构性质到其发展应用全面介绍了聚偏氟乙烯这一物质，重点从石油化工、电子电气和氟碳涂料三个方面来介绍聚偏氟乙烯的应用与发展现状的。 关键词：聚偏氟乙烯；应用；氟碳涂料；绝缘介质膜 1、聚偏氟乙烯的结构和性质 聚偏氟乙烯（PVDF），是由l，2-二氟乙烯(VDF)单体均聚或共聚而成的线性高分子化合物，聚合度约1500，属于热塑性氟塑料。 PVDF是一种白色粉末状结晶聚合物，密度为1．75～1．789g／cm3，吸水率小于0．04％，玻璃化温度-39℃，脆化温度-62℃以下，结晶熔点约170℃，热分解温度大于316℃，长期使用温度在-40℃～150℃之间。它不耐高浓度强碱和某些胺类化合物；可溶解于二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等少数几种极性溶剂；在较高温度下可溶解于某些酸类和酯类化合物。 PVDF具有优良的耐化学介质性能，对大多数无机酸、盐类、氧化剂、弱碱以及脂肪酸、芳香族和卤代溶剂等均有优良的抵抗性。它的耐腐蚀性能介于聚四氟乙烯（PTFE）和聚全氟乙丙烯（FEP）之间，特别是对强酸、卤素、卤素化合物及极强氧化剂等具有优异的抵抗力，是化工设备理想的防腐材料。 2、聚偏氟乙烯的应用概述 PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域。 首先，因PVDF对氯、溴卤素及卤素化合物有极其优异的抵抗特性，及其良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF在化工防腐蚀方面的应用，有其它氟树脂无可比拟的优点。 同时，聚偏氟乙烯膜介电常数较高，有优良的耐化学品性、耐溶剂性、抗紫外性、耐辐射性和耐候性，同时在氟树脂中它也具有最高的抗张强度和抗压缩强度以及最出色的加工性能，是膜绝缘材料的不错选择。另外，聚偏氟乙烯压电薄膜是一种新型的高分子聚合物型敏感材料，使偏氟乙烯及其共聚物成为目前研究最广泛的铁电聚合物材料，在执行器、传感器、存储器、仿真肌肉及微流控方面具有应用前景。 最后，PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等；目前在我国以偏氟乙烯为含氟单体和其他含氟单体共聚的涂料用常温固化型氟碳树脂尚未出现，在这方面具有巨大的发展空间。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS 树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 (1)化工领域：采用模压、挤如、注射成型可加工PVDF衬里或全塑阀门、泵、管道、管件、
1．溶解设备 可直接利用可消性淀粉的溶解设备，但至少需满足以下条件。 (1)溶解槽聚乙烯醇基本为中性，无特殊腐蚀性，与一般水溶性糊料的情况相同，应使用不因生锈而使溶液污损的材质。因此最好为不锈钢制，根据不同情况也可以使用搪瓷和合成树脂衬里的铁制品或木槽。一般圆筒形便于使用：效率高。 当搅拌不好时，装入的聚乙烯醇的大颗粒会沉积于槽酌底部，堵塞底部溶解液排出管，因此可如图137—A所示在槽底部的排出口安装一个可以从槽的上部开闭的栓塞。 (2)搅拌机为了促进熔解，使溶液均匀，必须有搅拌机，其形状最好是既能防止生成聚乙烯醇块状物，又能有效地进行热传递。一般所用的是双翼螺旋桨型的搅拌机。搅拌速度过低，聚乙烯醇就会沉陈，溶解不好。搅拌速度过高溶解液面就会升高，溶解描的实际使用容量变小并卷入气抱。所以必须选择适当的搅拌速度。虽然因槽和搅拌机的形状不同，不能一概而论，促搅拌速度大体可在100转／分左右。特别是容易形成块状物的部分醉解聚乙烯醉的溶解及粘度高的高聚合度聚乙烯醉的治解。搅拌翼的大小及旋转速度对溶解效率影响很大，所以必须选择适当。搅拌男的大小为溶解槽内径的60- 70％，搅拌轴与档底面垂直，转数为；60一80转／分时搅拌效果较好。 一般来说搅拌翼越小，转数可越高。 搅拌机所需的动力，若以配制yvA—117的10％溶液1000升的情况为基准。1／2马力已足够。既能搅拌又能吹人蒸汽的简便搅拌方法AJ团137—c所示。格内径1英寸管按十字形焊接，管上开蒸汽吹出儿?孔的位置要保证对水平面以45。仰角吹出消汽，通过蒸汽喷出给周围的水以旋转运动。假如在十·字管上按上蒸汽软件．还可搬动使用。 溶解时，在槽的底部固定上这种族汽吹入十字管，吹入蒸汽，档内液体就会顺喷出蒸汽流产生水平旋转运动和由槽底部向上部的旋转运动的一个加成搅扦流。得到某种程度的搅拌效果，但对完全醇解聚乙烯醇得到溶解。低对部分酵解聚乙烯脖，这样的搅拌是不够的。 (3)加热方法直接向镕解液中吹人蒸汽是一种热效率高、加热时间短的方法，蒸汽表压1-1.5公斤／厘米2即可。若是夹套间接加热，所需升温时长，热效率低，但无蒸汽冷凝水混入的现象，聚乙烯醇溶液浓度易于调英。 枉无蒸汽热源时，须用火直按加热，但槽的局部过热会．引起聚乙烯醇热分解，因此最好采用水浴和油浴的间按加热 法。 2．溶解方法 聚乙烯醇的溶解性随聚合度和醇解度不同而不同，这一点已在基础化学部分“对水的溶解性”一节中详述。在这里应该特别注意的一点就是，部分醇解聚乙烯醇在常温下即可镕解，溶解性的温度依存性小，但完全醇解聚乙烯醇在低温下溶解度极低，溶解性的温度依存性大。褥者，将聚乙烯醉装入溶解槽时，聚乙烯醇粒子的表面呈半溶解状态因而粒子相互拈结，容易形成大的块状物或粘因。 考虑到上述各点，对于不同品种聚乙烁醇的溶解操作分别采用下列方法。 （1)完全醇解聚乙烯醉在溶解槽内先装满15—25°c的水，边搅拌边装入聚乙烯醇。在这种水温下完全醇解聚乙烯醇几乎不溶解，故无块状物和粘团生成。 聚乙烯醇装科完毕，立即开始加热，一面很好搅拌，一面升温，直至溶液温