热致相分离法制备聚偏氟乙烯聚甲基丙烯酸甲酯共混膜

《热致相分离法制备聚偏氟乙烯聚甲基丙烯酸甲酯共混膜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、热致相分离法制备聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混膜*崔振宇,徐又一,朱宝库，朱利平，张春芳（浙江大学高分子科学与工程系,310027）摘要：以环丁砜为稀释剂，采用热致相分离技术制备出PVDF/PMMA共混膜。SEM显示，当PMMA含量较低时，共混膜中PVDF与PMMA不发生相分离，而当PMMA含量增加到30%时，共混膜中PVDF与PMMA发生相分离。随PMMA含量的增加，多孔膜的结晶度、平均孔径以及热稳定性均降低，但孔隙率增加，亲水性增强。关键词：热致相分离；PVDF；共混；膜中图分类号：TB383文献标识码：A[1,2]热致相分离法是Castro在20世纪80年代初提出的一种制备微孔膜的方

2、法。该法基于如下原理:将聚合物与高沸点,低分子量的稀释剂(在高温下能与聚合物形成均相溶液,常温下不溶解聚合物)在高温下形成均相溶液,降低温度发生相分离,将稀释剂萃取后得到微孔膜。该法制备的膜，突出优点是孔径分布窄、无指状孔。聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶性聚合物,因其良好的热稳定性,化学稳定性和抗污染性能而广泛应用于化工,废水[3]处理和气体分离等。人们对热致相分离法制备PVDF微孔膜的研究还不多,尤其是对共混膜的研究还未见报道，主要原因可能是稀释剂的选择有困难。本文采用热致相分离法制备出PVDF/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混膜，考察PMMA对膜结构（形貌、结晶度、孔结构）和性能的影

3、响（热稳定性和亲水性）。发现在热致相分离过程中，PMMA的加入能够降低共混膜的结晶度和改变孔结构、影响热稳定性、提高亲水性。2.实验2.1主要原料5PVDF（苏威公司，Mw=5.7×10），PMMA（台湾ChiMei，CM-205）环丁砜（化学纯，国药集团），去离子水。2.2合金膜的制备o将PVDF、PMMA、环丁砜装入烧瓶中，在通氮气、180C下强烈搅拌3小时得到溶液，并在此温度下静止脱泡，然后在液氮中淬冷，得到了PVDF/PMMA/环丁砜混合体系，将混合体o系切成小块，放在两块不锈钢板间，在180C加热台上压制成膜，然后迅速将不锈钢板置于*基金来源：“973”计划专项(2003CB615

4、705),国家自然科学基金重点项目(50433010).∗第一作者：崔振宇（1975－），男，辽宁阜新人，浙江大学博士生，主要从事高分子膜方面的研究。通讯作者：徐又一opl-yyxu@zju.edu.cn1o0C水中10min，使体系发生热致相分离。将不锈钢板拆开，用去离子水将环丁砜萃取出，并在真空干燥箱中干燥24h得到共混膜，其组成和编号见表1。2.3多孔膜的表征和性能测试采用荷兰SIRionFESEM观察膜的表面和断面形貌，断面是将膜在液氮中淬断获得。采用Perkin-ElmerDSC热分析仪器测试并用公式Xc=(ΔH/φΔHm)×100%计算结晶度，其中φ为共混膜中PVDF质量分数，Δ

5、H为膜的熔融焓（J/g），ΔHm为完全结晶的PVDF的标[4]准焓，取104.7J/g。采用美国麦克公司的DemoAutoporeIV9500型号的压汞仪测定平均孔径（P）和孔隙率（ρ），压力上限30000psi。膜的热稳定性采用热失重仪（Perkin-ElmerPyris7）测定，氮气保护，温度范围为oo50～550C，升温速率10C/min。膜表面的亲/疏水性用接触角（θ）衡量。在接触角测定仪（OCA20，德国）采用坐滴法o测定静态水接触角，测试温度25C，相对湿度60%，液滴大小1μl。表1共混膜的性质Table1Thepropertiesofmicroporousblendmembr

6、anesPVDF/PMMAΔHXcρPθCodeo(wt/wt)(J/g)(%)(%)(μm)（）M1100/045.5443.545.40.38110M290/1040.1142.647.10.3699M380/2034.4241.149.30.3386M470/3026.2135.851.50.32693．结果与讨论3.1多孔膜的形貌图1为共混膜的电镜照片。对于纯PVDF膜，其表面有孔，断面可以看到PVDF形成的球晶和球晶间形成的孔。这是典型的固-液分相形成的结构。当共混膜中PMMA含量为10%和20%时，断面依然只能看到球晶结构，这说明没有明显的相分离发生；当PMMA含量达30%时，断

7、面照片发现球晶间存在少量的非球状物，这是无定型的PMMA，这意味着此时PVDF与PMMA发生相分离。上述现象可解释如下：在热致相分离过程中，随着温度的降低，PVDF从PVDF/PMMA/环丁砜体系中结晶，首先形成晶核，然后形成片晶，最后形成球晶。而PMMA是2无定型的，在降温过程中不发生结晶，因此会被PVDF的结晶排斥出来。当PMMA含量较低时，[5]PVDF与PMMA的相容性比较好，PMMA很可能位于PVD