毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1. 概述　　

聚偏氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF）以优良的力学性能、耐热性和耐化学腐蚀性等优点被广泛用作膜材料材料。但是聚偏氟乙烯膜的表面能极低，为非极性，膜的表面与水无氢键作用，因此具有强疏水性，这也制约了聚偏氟乙烯膜在水相分离体系中的应用。由于其缺少亲水性基团，因此可通过在PVDF化学结构中加入亲水性基团来解决^[1,2]。PVDF价格昂贵，加工起来困难，不容易得到光滑均匀的表面薄膜，一般都采用和PMMA共混的方法对其进行改性。

2. PVDF/PMMA 共混体系结构的研究

由于PVDF在压电材料和微孔滤膜方面的广泛应用，自从1970s 开始，对PVDF(聚偏氟乙烯) 和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 的共混体系就进行了广泛的研究^[3-5]。研究的手段包括热分析^[6,7], 傅里叶变换 (FTIR) 光谱^[8],DSC/FT-IR同步测试^[9,10]和X-射线衍射^[11,12]等。研究发现：熔融态时，两种聚合物在整个组成范围内均可以完全互溶。但是，当共混物中PVDF的质量分数超过0.5时，PVDF在它的玻璃花转变温度和结晶熔融温度之间的任何温度都会结晶。PVDF/PMMA共混物含有PVDF晶相和PVDF/PMMA无定形相两部分，共混物的形貌取决于制备时的冷却速率和共混比例，这两个因素也决定了PVDF熔体在冷却过程中结晶或者保持无定形结构。

在高取向的PVDF/PMMA共混薄膜中，由于PMMA分子的存在，有利于PVDF分子在应力场作用下的纵向伸展，从而导致了针状晶的形成，而针状晶的形成无疑妨碍了PVDF片晶的横向生长，结果导致片晶宽度减小。电子衍射图像表明，β晶型随PMMA含量的增加而增加，当体系中PMMA含量达30%时，晶相中以β晶型为主，意味着一定量PMMA的加入，有利于高取向β晶型的形成^[13]。

溶液浇铸成膜也是常用的成膜方法之一，PVDF不同的晶型都可以通过不同条件的溶液浇铸获得。但PVDF的结晶形式主要依赖于结晶温度，和溶剂的种类关系并不大。研究表明：当温度低于70℃时，溶液浇铸的方法可以得到β晶型^[14]。另外，PMMA的加入也影响PVDF的结晶过程，当10~15% PMMM的加入会降低α晶型的结晶速度，有利于β晶型的形成^[15,16]。

W. Ma 等^[17]利用DMF为溶剂，溶液浇铸法做出了不同质量比例的PVDF/PMMA共混膜，研究了共混膜的亲水性和结晶性能，发现作为水处理膜使用时，经过热诱导相分离，70wt. %PMMA含量的PVDF/PMMA共混膜有最好的综合性能。不管PMMA的含量多少，PVDF/PMMA膜的晶型以β为主，PMMA的加入有利于PVDF的结晶，PVDF晶型厚度增大，加入10%PMMA时，PVDF的球晶直径达到8μm。PVDF和PMMA有很好的相容性，SEM观察没有看到共混物中的相分离。

用偏光显微镜对完全相容的PVDF/PMMA溶液共混物的结晶行为晶型了研究，发现共混物中PVDF的结晶能力和结晶形貌不仅和共混物的组成相关，还和溶液的浓度有关，溶液的浓度越低，PVDF的结晶能力越强，结晶形貌越复杂。当PVDF的含量大于70%时，共混物中的PVDF的结晶形貌与纯PVDF的相类同，即结晶速率大，球晶结构规整，具有明显的黑十字消光，并且充满整个视野。当PVDF含量低于30%时，PVDF已经不能形成规整的球晶^[18]。

3. PVDF/PMMA 共混体系性能的研究