聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展
基于水凝胶涂层法的聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究
摘要目前，水污染和水资源短缺问题已严重威胁到人们的生命安全。
长期以来，水污染问题的治理一直成为环保学界关注的焦点，膜技术因其工艺的绿色环保、可持续性、分离过程迅速高效率性等优点已作为主流治理的方式之一，取得良好的效果。
PTFE微孔膜材料以其优异的耐化学试剂、高孔隙率、机械性能好等优点一直受到国际学者的关注和研究。
但PTFE微孔膜由于其表面能低，疏水性高等特点，极大的限制了它在水处理领域的应用。
因此，提高PTFE微孔膜的亲水性能已成为研究的重点方向。
本文以聚乙烯醇（PV A）和壳聚糖或氧羧甲基壳聚糖为亲水剂，采用不同的交联剂通过交联反应在PTFE微孔膜纤维包裹一层水凝胶亲水涂层，从而实现PTFE微孔膜的亲水改性。
具体开展了如下两部分研究：（1）选用亲水性好的聚乙烯醇（PV A）与抗菌性能好的壳聚糖（CS）为材料，在碱性条件下通过环氧氯丙烷的交联作用形成水凝胶涂层与原位嵌入SiO2纳米颗粒的方法相结合改性PTFE微孔膜。
实验结果表明：改性PTFE微孔膜的纤维表面包裹着一层水凝胶，且水凝胶涂层与节点处还附着大量的固体颗粒，提升表面粗糙度，平均孔径和孔隙率略微减小；改性膜表面出现了羟基和氨基；改性膜表面出现了新的元素N，O，Si；随着PV A 溶液浓度的增加，改性膜的水通量先升高后降低，膜表面的接触角是先下降后趋于稳定；随着反应时间的增加，改性膜的水通量先升高后下降；随着反应温度的增加，改性膜的水通量先升高后降低，膜表面的接触角先降低后升高；最佳反应条件为：PV A溶液浓度为1wt%，CS溶液浓度为0.3wt%，CS溶液与PV A溶液质量比为1:1.5，反应时间为6h，反应温度为40℃，反应pH=12，二次处理中的水稀释倍数为45倍（其中PBA:SiO2=1:2.5）。
亲水改性PTFE微孔膜的接触角由136°降至48°，纯水通量达到了3172L·m-2·h-1。
通过对亲水改性的PTFE微孔膜的水包油乳液分离实验结果表明：亲水改性的PTFE微孔膜具备良好的抗油污性能和油截留率97%。
亲水化PVDF膜研究进展
些亲水性 物质 于膜表 面 ， 但 膜 孔 仍 保 持 原 来 性
质； 共 混 改 性 则 是 在 制 膜 时 将 一 些 亲 水 性 物 质 加
人到铸膜液 中 ， 混合过程和制膜过程一步完成 ， 通
过Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ和 添加 剂之 间 的 协 同效 应 ，膜 表 面和 内
Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ膜与水接触时缺少氢键 的相互 作用 。Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ
一
２一
Ｚ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． １ ２ （ ２ ０ １ ３ ）
部孔 隙 可实 现 同步 改 性 。
１ ． ２ ． １ 紫外 光 照 射表 面接 枝 改 性 Ｐ ＶＤ Ｆ具 有 非 常 优 异 的 耐 紫 外 光 辐 照 性 质 （ 紫外 光 波长 范 围 为 １ ０ ０ ～ ４ ０ ０ Ｆ ｉ ｎ） ， 紫 外 光 照射 后
Ｐ Ｖ ＤＦ是 一 类 半 结 晶 型 聚 合 物 ， 分 子链 中 Ｃ —
膜 表 面 对 水 分 子 的排 斥 作 用 是 一 个 自发 的 熵 增 过 程 ，而 蛋 白质 分 子 则 倾 向于 吸 附 于 膜 表 面 。相 反， 当膜 表 面 具 有 亲 水 性 基 团 拥 有 较 高 表 面 能 时 则 容 易 与 水 分 子 在 界 面层 形 成 氢 键 ， 从 而 在 膜 与 溶 液 之 间 形 成 一 个 较 薄 的界 面 层 。一些 疏 水 性 溶 质 如 蛋 白质 等 很 难 接 近 到 水 的 界 面 层 并 打 破 其 有序结 构 ， 需 要 物 质 具 有 较 高 的 表 面 能 才 能 移 除 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ膜 上 方 的 水 界 面 层 使 膜 表 面 处 于 开 放 状 态 。除 了膜 亲 水 ／ 疏水 效应的影响 ， 其 他 一 些 性 质 如膜 的电荷和离 子强度 ， 无 定 形 膜 的形 貌 包 括 表 面粗糙度 、 孔径 分布 、 孔 隙率 、 弯 曲度 、 厚度 、 溶 质 性质 、 溶液流动方式 、 膜 的 构 造 等 均会 对 膜 的 污 染
聚四氟乙烯的改性及应用
聚四氟乙烯的改性及应用聚四氟乙烯，又称特氟龙，是一种具有优异性能的工程材料。
其具有高耐腐蚀、高绝缘、低摩擦系数等特性，在许多领域都有广泛的应用。
然而，聚四氟乙烯也存在一些局限性，如加工难度大、耐热性差等，因此需要通过改性等方法进行优化。
本文将重点探讨聚四氟乙烯的改性方法、应用领域以及未来发展趋势。
改性聚四氟乙烯的方法主要包括：化学改性、填充改性、共混改性、表面改性等。
化学改性是通过改变聚四氟乙烯的分子结构来实现的，常见的方法包括：磺化、氧化、氢化等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯的极性，提高其溶解性和粘结性能。
然而，化学改性往往会引起材料性能的损失，同时工艺难度较大。
填充改性是在聚四氟乙烯中加入一些无机或有机填料，以改善其性能。
常见的填料有：玻璃纤维、碳纤维、无机盐等。
这些填料可以显著提高聚四氟乙烯的耐热性、强度和耐磨性。
然而，填充改性会增大材料的密度，降低其绝缘性能。
共混改性是将聚四氟乙烯与其他塑料或橡胶共混，以获得综合性能。
常见的共混材料有：聚酰胺、聚碳酸酯、丁腈橡胶等。
这些共混材料可以改善聚四氟乙烯的加工性能、耐热性和韧性。
然而，共混改性可能会导致材料的不相容性和界面结合力的减弱。
表面改性是通过改变聚四氟乙烯的表面性质来实现的，常见的方法包括：等离子处理、射线处理、化学浸渍等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯表面的粗糙度、极性和粘结性能。
表面改性对材料性能的影响较小，但会影响表面的光滑度和均匀性。
聚四氟乙烯被广泛应用于以下领域：管道和阀门：由于聚四氟乙烯具有出色的耐腐蚀和低摩擦系数，常用于制造管道和阀门。
特别是在强酸强碱等腐蚀性环境中，聚四氟乙烯管道和阀门可以显著提高设备的寿命和安全性。
防腐涂层：聚四氟乙烯涂层是一种常见的防腐材料，可用于各类金属和塑料表面。
它具有优异的耐腐蚀性和高绝缘性，可以长期有效保护基材不受腐蚀和电化学损伤。
高压电器：聚四氟乙烯在高压电器领域也有广泛应用，如高压绝缘子、高压电缆等。
聚偏氟乙烯膜(PVDF)亲水性改善方法的研究进展
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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。
工程塑料聚四氟乙烯改性研究进展
把咖置于苯乙烯、反丁二烯二酸、甲基丙 烯酸酯等可聚合的单体中。以睨。辐射使单体在 咖表面发生化学接枝聚合。从而在表面形成一
层易于粘接的接枝聚合物。接枝后表面变粗糙，粘 接面积增大．粘接强度提高。这种方法操作简单、 处理时间短、速度快，不需要催化剂、引发剂，可在 常温下反应，接枝率容易控制，非常适合聚四氟乙
Ｐ眦表面发生基团反应．可根据册的不同用
途，选择不同的反应物质进行改性。例如，选择【Ｂ （ｃＨ３）３］作反应物质，改性后的表面是亲油性的，而 选择ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｎ２Ｉｔ，（肼）或Ｈ２０２等作反应物质， 则改性后的表面是亲水性的。用芳香族化合物对
咖改性，可以大大提高其粘接强度，此法的优 点是简便、安全，还可以根据实际需要对唧表
（ＤＢＤｌ改性处理咖的方法，通过ｘＰＳ和ＳＥＭ 发现帆表面产生刻蚀，粗糙度增加，并引入了
极性含氧基因．通过比较发现ＡＧＰＤ的效果优于 ＤＢＤ。处理程度更均匀，处理后与水的接触角下降 值和表面含氧量均高于ＤＢＤ处理法．用ＡＧＰＤ处 理４０ ｓ后接触角最小值为５３。。
１．５
烯和其他氟聚合物表面的改性。但改性后的咖
接枝纤维进行洗脱．证实该纤维对铜离子具有优 异的解吸性能。 卢婷利等１３１采用共辐射接枝技术，在ＰＩ’ＦＥ上 接枝了苯乙烯后对其进行磺化。研究了溶剂种类、 单体浓度、辐射剂量及计量率对接枝反应的影响。 结果表明单体浓度和辐射剂量是反应的主要影响 因索。同时随着接枝率的增大。ＰｒＦＥ与水的接触 角由１０２．４０下降到７５．６。。 １．４低温等离子体表面改性 低温等离子体是指低气压放电（辉光、电晕、高 频、微波）产生的电离气体。在电场作用下，气体中 的自由电子从电场中获得能量成为高能电子。这 此高能量电子与气体中的原子、分子碰撞，如果电 子的能量大于分子或原子的激发能。就能产生激
聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究进展
聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究进展苗小郁,李建生,王连军,孙秀云(南京理工大学环境科学与工程系,南京210094) 摘要 强疏水性聚偏氟乙烯(PV DF)膜的亲水化改性是当前分离膜研究的热点之一。
从膜本体及膜表面两个角度对PV DF膜的亲水化改性进行了综述,介绍了共混、共聚、化学改性、等离子体处理及接枝改性等多种改性方法的机理、特点及改性效果。
关键词 聚偏氟乙烯膜 亲水化改性Review on Hydrophilic Modification of Poly(vinylidene fluoride)Membranes M IAO Xiaoy u,LI Jiansheng,WANG Lianjun,SUN Xiuyun (Depar tment o f Enviro nmental Science&Eng ineering,Univ ersity of Science&T echno log y,N anjing210094)A bstract H ydro philic modificatio n of poly(vinylidene f luoride)membr anes is o ne of the ho tspots in mem-br ane scie nce.In this paper,the mechanisms,characteristics,effects of sur face and ma te rial mo dification are review ed, including blending,copolymeriza tion,surface chemistry treatment,pla sma t reatment and gr afting polymerization.Key words poly(viny lidene fluoride)membrane s,hy drophilic modificatio n0 引言聚偏氟乙烯(P V DF)是一种结晶型聚合物,聚合度达几十万。
聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展
收稿日期：2021-02-20聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展游欣1，唐宝华1，刘江涛2，蔡波2，王虹1，李荣年1（1.浙江鹏辰造纸研究所有限公司，浙江杭州311215；2.特种化学电源国家重点实验室，贵州遵义563000）摘要：该文介绍了亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜的优异性能和在水性溶液处理领域的应用，指出亲水改性PTFE 微孔膜是目前研究热点之一，综述了PTFE 微孔膜亲水改性的主要技术，分析了其所存在的问题，并进行了今后的研究展望。
关键词：聚四氟乙烯；微孔膜；亲水性能；改性；接触角doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2021.01.002第51卷第1期2021年3月Vol.51No.1Mar.2021杭州化工HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜是PTFE 微孔膜亲水改性的产品，性能上它不仅保留了PTFE 微孔膜优异的热稳定性、良好的机械强度、抗化学腐蚀性以及低表面摩擦系数和高透光性等特性[1]111，而且通过亲水改性后，化学键能降低，表面张力提高，从而具有了良好的润湿性和相容性。
水性液体贯穿于环保、电子和食品等多个领域，无论在分离过滤或者质子交换等过程中都需要有与水有强浸润性的材料[2]42。
为了拓展PTFE 微孔膜的应用，疏水性聚合物膜的亲水改性研究成为PTFE 微孔膜研究的热点之一。
国内外学者为了提高表面润湿性对PTFE 微孔膜进行了大量的亲水改性研究，探索出诸多改性方法。
本文就近年来有关PTFE 微孔膜的亲水改性方法的最新成果进行了综述，分析了目前存在的问题，并对亲水性PTFE 微孔膜的改性研究进行了展望。
1前处理改性法前处理改性法是指在成膜前通过亲水填料与PTFE 树脂物理混合或对PTFE 树脂粉末进行亲水改性，然后再进行拉伸等工艺制备亲水性PTFE 微孔薄膜。
郭玉海等人将淀粉羧甲基化材料等亲水性聚合物与金属化合物通过偶联制成填料，与PTFE 树脂粉末物理混合拉伸制备亲水性PTFE 微孔薄膜，在过滤压力为0.009MPa 时，水过滤速度达3.812m 3/（m 2·h ）[3]。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展
综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（4）： 70随着现代科技的飞速发展，对高性能材料的需求日益增加，聚四氟乙烯（PTFE）作为一种性能优良的工程塑料，在许多领域具有广泛的应用［1-2］。
PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成［3］，分子结构为一种螺旋构象，即C—C骨架全部被周围的F原子包裹。
同时由于C—F的键能很高不易断裂，使PTFE可以抵抗强酸、强碱、油脂、纯氧化剂和有机溶剂等的腐蚀，但缺点是强度较低，不利于成型加工，机械磨损率高，特别是在受外力作用下会产生严重的蠕变现象，极大地限制了PTFE 的应用。
因此对PTFE的改性显得尤为重要［2］。
目前，PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
本文详细阐述了PTFE改性的几种方法，并研究了改性方法对PTFE复合材料力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.15 *1 PTFE的改性1.1 表面改性由于PTFE表面结合能较小，不易与其他化合物和小分子反应，同时其他填料也很难附着在PTFE表面。
采用物理化学法对PTFE表面进行处理，可以在PTFE表面产生反应位点同时提高表面的粗糙程度，改善PTFE表面的疏水性、亲核性和防污性能。
常见的处理方法主要有等离子体处理法、电子辐照处理法、偶联剂处理法［4］。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展左 程1，肖 伟2*（1. 江苏扬建集团有限公司 扬州华正建筑工程质量检测有限公司，江苏 扬州 202105；2. 上海工程技术大学 数理与统计学院，上海 201620）摘要：综述了近几年国内外聚四氟乙烯（PTFE）改性的研究进展，并总结了表面改性、填充改性和共混改性的优缺点，着重分析了填料对PTFE力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
最后对PTFE改性工艺的发展趋势和前景进行了展望。
PTFE改性技术及其性能优化研究进展
PTFE改性技术及其性能优化研究进展1. 内容综述随着材料科学的日新月异，聚四氟乙烯（PTFE）作为一种卓越的工程塑料，已经在众多领域得到了广泛的应用。
PTFE本身存在一些固有的性能限制，如较低的机械强度、耐磨性以及耐化学腐蚀性等，这在一定程度上限制了其应用范围。
为了克服这些挑战，研究者们对PTFE进行了广泛的改性研究，旨在提升其综合性能，从而拓宽其在各个领域的应用潜力。
PTFE改性技术主要涵盖了填充改性、表面改性以及共混改性等多种方法。
填充改性是通过向PTFE中引入其他高硬度、高强度的材料颗粒，如碳纤维、玻璃纤维等，以达到增强其力学性能的目的。
表面改性则主要通过在大分子链上引入极性基团或纳米颗粒，改善PTFE 与其它材料的界面相容性，进而提高其粘接性能和耐腐蚀性。
共混改性则是将PTFE与其他聚合物进行混合，通过控制两者的相容性和分散性，制备出具有优异性能的新型复合材料。
在众多改性技术中，纳米技术的应用为PTFE的性能优化带来了革命性的突破。
纳米材料具有独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的尺寸效应和优异的力学性能等，这些特性使得纳米粒子在PTFE改性中能够发挥重要作用。
通过在PTFE中加入纳米SiO2颗粒，不仅可以显著提高其耐磨性和抗划伤性能，还能增强其耐高温和耐腐蚀性能。
纳米填料还可以改善PTFE的热稳定性，提高其加工流动性，并降低其成本。
除了纳米技术外，超临界流体技术也在PTFE改性中发挥着越来越重要的作用。
超临界流体具有接近液体和气体的双重特性，如良好的溶解能力和扩散性能，这使得它成为一种理想的溶剂和改性剂。
通过将超临界流体应用于PTFE的改性过程，可以在较低的温度和压力条件下实现对PTFE的高效改性，同时提高其环保性和可持续性。
PTFE改性技术及其性能优化研究已经取得了显著的进展。
通过采用不同的改性方法和纳米材料及超临界流体的应用，不仅可以显著提高PTFE的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及加工流动性等关键指标，还能拓展其在航空航天、汽车制造、建筑装饰等高科技领域的应用空间。
聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展
高性能氟塑脂涂料在灯泡行业中的应用由于室内的高瓦数灯泡温度非常高，常因忽然吹至冷风或从天而降的雪引至爆裂，玻璃四溅，伤及行人。
高品质的高性能氟塑脂PFA涂料可长期在高温使用，对灯炮炸裂的问题，可以迎刃而解。
因为：（1）高性能氟塑脂PFA是十分好的绝缘材料，涂在灯泡表面后，可以减少玻璃突变的温差而减低爆炸的机会；（2）即使玻璃在炸裂时，氟塑脂涂料PFA 薄膜会进抓住玻璃的碎片，避免飞溅伤人；（3）氟塑脂涂料PFA是高品质产品纯度极高，即使涂在灯泡上也不会影响其光亮度；（4）高性能氟塑脂涂料符合美国食品条例，可以使用在需接触食物的灯泡上使用了高性能氟塑脂涂料处理的灯泡不易破裂，行人不会为四溅的玻璃争相走避，管理法人也不用为灯泡伤人而赔偿。
因此，经高性能氟塑脂涂料处理的灯泡，是优质生活的必须品。
—文章摘自网络聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展聚四氟乙烯(PTFE)是综合性能非常优良的塑料，具有优良的化学稳定性，能耐热、耐寒和耐化学腐蚀性，同时，它还具有优良的电绝缘性、低的表面张力和摩擦系数、不燃性、耐大气老化性和高低温适应性能，并且具有较高的力学性能，广泛应用于航空航天、石油化工、机械、电子电器、建筑、纺织等诸多领域。
但是这种极强的非极性使PTFE的疏水性很强，从而极大限制了其在医疗、卫生等工业领域的应用。
随着PTFE膜应用范围的不断扩大，国内外研究人员围绕PTFE 膜的表面改性已进行了大量研究，包括等离子体处理、功能单体聚合、化学处理和溅涂等。
这些处理方法都能有效提高其黏结性和湿润性，增加表面能。
1 PTFE疏水性强的原因PTFE的水接触角高达120°，也就是其润湿程度很差。
从表面特征来看，主要有3方面的原因。
1.1化学键能高PTFE是以碳原子链为骨架，链周围被氟原子包围的结构。
由极强C-F键(键能为485.3kJ/mol，约50eV)和被原子所强化的C-C键(键能为345.6kJ/mol，约3.5eV)组成的一种线形高分子，具有完全对称结构。
（最新）聚四氟乙烯的改性研究
聚四氟乙烯的改性研究1前言聚四氟乙烯(PTFE)是一种性能优异的特种工程塑料，具有较低的摩擦系数、良好的化学稳定性、优异的介电性能，被美誉为“塑料王”，是许多领域关键技术中不可或缺的材料，广泛应用于石油化工、电子、电气、航空、航天、半导体、机械、汽车等领域，但纯PTFE存在磨损率高、承载能力较差、加工困难，耐应力开裂、抗蠕变性较差等缺点，从而限制了其应用范围[1]。
因此，为了扩大PTFE的应用领域，国内外科研人员进行了大量的改性研究[2-4]。
本文通过收集有关资料，总结介绍了聚四氟乙烯的相关应用及其改性研究。
2 主题部分2.1历史背景聚四氟乙烯(PTFE)树脂在本世纪40年代首先由美国科学家发现，并由美国DuPo 公司于1950年投入工业化生产[5]。
近70年来PTFE发展十分迅速。
据报导，目前世界氟树脂年产量能力已超过10万t以上，其中7O％以上为PTFE。
我国的PTFE树脂发展也很快，从60年代至今生产厂家已有数百家，PTFE有三大品类供应市场，即悬浮树脂、分散树脂和浓缩分散液。
在应用中，三个品类的消费量各国不尽相同，目前悬浮法树脂约占50-60％，分散法树脂约占20-35％，浓缩分散液约占10-20％[6]。
虽然聚四氟乙烯有着众多优点，成为工程塑料中首屈一指的“塑料王”，但它也有许多缺点，致使其应用有着众多局限，加工困难。
因此，近年来对聚四氟乙烯的研究主要集中在其加工及改性上。
2.2国内聚四氟乙烯生产及使用现状目前，我国聚四氟乙烯的生产主要集中在上海、江苏、浙江、山东、四川、辽宁等6个省市。
此外我国共从26个国家和地区进口聚四氟乙烯，主要有美国、日本、荷兰、德国。
我国主要向53个国家和地区出口聚四氟乙烯，主要为美国、意大利、韩国、印度、日本。
2005年我国聚四氟乙烯表观消费量接近3万t左右。
主要的消费领域大致为：石油化工33％机械24％，电子／电气12％，轻工(炊具及日用品)10％、纺织6％、建筑4％、航空航天2％，其他9％[7]。
编委动态:聚四氟乙烯中空纤维膜的亲水交联网络改性提升耐污和耐化学性能
Abstract；Hybrid carbon membranes were preparedusing polyimide as precursor and NaY typezeolite as dopantviamembraneformationandcarbonization'Thestructureandpropertyofmembranesampleswere characterized by scanning electron microscope X-raydifraction thermogravimetricanalysisandinfrared spectroscopy'Theinfluencesofdopantamount permeationtemperatureandpermeationpressureonthe structureorgasseparationperformanceofcarbonmembranewereinvestigated'Theresultsshowthatthe hybridcarbonmembraneshowsincreasedpermeabilityatthepremiseofkeepinghighO 2/N2selectivity as comparedwithpurecarbon membrane'Meanwhile thepermeabilityincreaseswithelevatingthezeolite contentinmembrane'Whenhybridcarbon membranewerepreparedbythecarbonizationtemperatureof 650 ' andzeolite mass fraction of 0 5% theO2permeabilityreachesto795Barer togetherwithO2/N2 selectivityof75' Key words； zeolite； carbon membrane； gas separation； polyimide
聚偏氟乙烯膜(PVDF)亲水性改善方法的研究进展
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。
聚四氟乙烯膜的改性及应用研究进展
聚四氟乙烯膜的改性及应用研究进展
付建伟;蔡醇洋;白鲸;罗于强;倪涛富;喻培浩
【期刊名称】《有机氟工业》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】综述了国内近年来PTFE膜的不同改性方法,以及PTFE改性膜在亲水性、生物相容性、导电性和疏油性等方面的功能改进及应用研究进展,并指出了未来的
研究方向。
【总页数】5页(P49-53)
【作者】付建伟;蔡醇洋;白鲸;罗于强;倪涛富;喻培浩
【作者单位】中昊晨光化工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展
2.聚四氟乙烯中空纤维膜的制备、改性及应用研究进展
3.聚四氟乙烯膜的亲水改性研究进展
4.聚四氟乙烯膜的亲水改性研究
进展及应用5.聚四氟乙烯平板膜超疏水改性及在膜蒸馏中的应用研究
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高性能氟塑脂涂料在灯泡行业中的应用由于室内的高瓦数灯泡温度非常高，常因忽然吹至冷风或从天而降的雪引至爆裂，玻璃四溅，伤及行人。
高品质的高性能氟塑脂PFA涂料可长期在高温使用，对灯炮炸裂的问题，可以迎刃而解。
因为：（1）高性能氟塑脂PFA是十分好的绝缘材料，涂在灯泡表面后，可以减少玻璃突变的温差而减低爆炸的机会；（2）即使玻璃在炸裂时，氟塑脂涂料PFA 薄膜会进抓住玻璃的碎片，避免飞溅伤人；（3）氟塑脂涂料PFA是高品质产品纯度极高，即使涂在灯泡上也不会影响其光亮度；（4）高性能氟塑脂涂料符合美国食品条例，可以使用在需接触食物的灯泡上使用了高性能氟塑脂涂料处理的灯泡不易破裂，行人不会为四溅的玻璃争相走避，管理法人也不用为灯泡伤人而赔偿。
因此，经高性能氟塑脂涂料处理的灯泡，是优质生活的必须品。
—文章摘自网络聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展聚四氟乙烯(PTFE)是综合性能非常优良的塑料，具有优良的化学稳定性，能耐热、耐寒和耐化学腐蚀性，同时，它还具有优良的电绝缘性、低的表面张力和摩擦系数、不燃性、耐大气老化性和高低温适应性能，并且具有较高的力学性能，广泛应用于航空航天、石油化工、机械、电子电器、建筑、纺织等诸多领域。
但是这种极强的非极性使PTFE的疏水性很强，从而极大限制了其在医疗、卫生等工业领域的应用。
随着PTFE膜应用范围的不断扩大，国内外研究人员围绕PTFE 膜的表面改性已进行了大量研究，包括等离子体处理、功能单体聚合、化学处理和溅涂等。
这些处理方法都能有效提高其黏结性和湿润性，增加表面能。
1 PTFE疏水性强的原因PTFE的水接触角高达120°，也就是其润湿程度很差。
从表面特征来看，主要有3方面的原因。
1.1化学键能高PTFE是以碳原子链为骨架，链周围被氟原子包围的结构。
由极强C-F键(键能为485.3kJ/mol，约50eV)和被原子所强化的C-C键(键能为345.6kJ/mol，约3.5eV)组成的一种线形高分子，具有完全对称结构。
1.2 表面张力(Yc)低当液体的表面张力低于固体平面的临界表面张力时，则能在该固体表面随意铺展和润湿，而高于固体平面Yc，则形成不连续的液滴，其接触角大于零。
不同高分子化合物固体平面的Yc见表1。
表面张力低的聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯都不易浸润。
1.3 PTFE显示出与其他聚合物最小的亲和性(相容性)二种成分A、B混合时能量变化e为：e=(eA1/2-eB1/2)2eA1/2、eB1/2为成分A、B的溶度参数。
一般e是作为低分子物质相互溶解性的量度，把该理论应用于高分子物质的疏水性上，可以得出这样的推断：e愈小，其亲水性愈强。
表1不同高分子固体平面的临界表面张力(Yc)固体表面Yc/10-5N·cm-1聚四氟乙烯18聚三氟乙烯22聚二(偏)氟乙烯25聚一氯乙烯28聚三氟氯乙烯31聚乙烯 31聚苯乙烯33聚乙烯醇37聚甲基丙烯酸甲酯39聚氯乙烯39聚酯纤维43锦纶66 46纤维素纤维72表2各种聚合物溶度参数聚合物溶度参数/J1/2·cm2/3聚四氟乙烯 6.2硅橡胶 7.3聚乙烯7.8天然橡胶8.1聚苯乙烯8.6聚氯乙烯9.5环氧树脂10.9聚偏氯乙烯12.2尼龙13.6聚丙烯腈 15.4从表2所示各种聚合物的溶度参数，可以看出PTFE的e1/2比其他聚合物都小，其组合的e 也就要大，因而PTFE与其他聚合物亲和性最小，疏水的可能性也就最大。
以上种种原因决定了PTFE对水的湿润性很差。
2 亲水化改性方法2.1 等离子体处理法利用等离子体产生的各种活性粒子如离子、电子、自由基、激发态原子与分子对材料表面进行处理，具有简单、快速、工艺干法化、改性仅涉及材料表面而不影响本体结构和性能等优点而日益受到人们的重视。
使用Ar等非聚合性气体，产生的自由基能与空气中的氧或水发生反应形成过氧化物，可进一步与功能单体如丙烯酸发生交联聚合，取得亲水性表面；而使用聚合性气体，自由基能在气相或膜表面相互撞击，结合形成薄膜聚合物。
目前为止，用于PTFE表面改性的气体有Ar、O2、N2、H2、H2O和NH3等。
大量的实验研究发现等离子体放电功率、处理时间、处理时系统压力以及处理气氛对PTFE膜表面亲水化改性都有较大影响。
Griesser等研究了空气、水、氩气、氨气等离子体处理PTFE的情况，发现用氨气等离子体处理PTFE只需很短的处理时间即可获得良好的亲水性，水接触角可降至20°，但处理后的样品随放置时间延长，水接触角将逐渐增加，表面亲水性逐渐变差。
在等离子体表面改性中，由处理获得的表面性质随时间延长而逐渐减弱甚至消失的现象并不少见，原因是表面层中各种基团的翻转和重排以减少表面自由能，这种现象称为表面动力学。
Wilson等研究了O2、Ar、N2和NH3等离子体处理PTFE后其表面结构和形貌的变化，结果表明Ar等离子体处理效果最好，而O2等离子体处理效果最差。
Liu等用Ar、空气和O2等离子体处理PTFE膜，发现经Ar等离子体处理的表面形成蜂窝状结构，而经空气和O2等离子体处理的表面有较深的突出。
方志等研究了空气中产生大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)对PTFE膜表面进行改性的效果，结果表明：APGD的处理效果要优于DBD，即APGD可以对PTFE表面进行均匀处理，在其表面引入更多的O元素，使其接触角下降至更低值。
陈义龙等则用脉冲等离子体处理PTFE薄膜。
其主要表现为薄膜表面基团的含量由无到有，并形成了C＝C不饱和基团。
表面由完全非极性变成表现出部分极性，亲水性大为增强。
胡征等以H2O的微波等离子体处理PTFE膜，水接触角由处理前的110°下降至处理后的23.6°，表明等离子体处理能有效地增加PTFE的表面能，改善其湿润性。
但存放一段时间后，处理PTFE 膜表面的化学成分和结构会发生变化，接触角会在几天内明显增加，达到60°，从而说明了仅用等离子体处理膜表面，其亲水性改善会随时间的延长而衰退。
2.2 等离子体接枝聚合法与等离子体处理增加表面亲水性相比，等离子体引发接枝聚合改性后的聚合物表面有两大优点：一是对亲水性的改善程度更大，二是表面性质的改善不随时间而衰减。
由于高分子链的运动，等离子体处理中表面引入的极性基团会随之转移到聚合物本体中，导致被改善的表面亲水性随时间而衰减，利用等离子体引发接枝聚合反应，引入较长的亲水性高分子链，则能“固定”所需的亲水性能。
Wang等用两种方法将聚乙二醇(PEG)交联到PTFE膜表面：①先用等离子体预处理PTFE膜表面，再用紫外线诱导使含甲氧基的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(PEGMA)与PTFE发生交联共聚反应；②先将丙烯酸(AAc)与PTFE膜表面发生交联共聚反应，再在亚硫酰二氯(SOCl2)的作用下，PEG 的羟基与C-Cl基团发生反应。
结果表明有高PEG 接枝率的PTFE膜表面能有效地阻止牛血清白蛋白(BSA)的吸附。
并提出了这两种方法的改性机理。
Kang等用Ar等离子体预处理PTFE膜，再用亲水性功能单体丙烯酸、苯乙烯磺酸钠盐、N,N-二甲基乙酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯水溶液在近紫外光的诱导下发生接枝共聚反应。
丙烯酸在PTFE的表面发生接枝共聚时有很严重的滞后效应，这表现为表面的分层微孔结构和接枝链完全渗入到表面层的下面。
苯乙烯磺酸和N,N-二甲基乙酰胺在PTFE表面发生更强烈的接枝共聚反应，前进角和后退角的滞后不是很明显，表现为接枝链部分地渗入到表面层的下面。
马於光等用丙烯醇等离子体处理PTFE，获得了很好的结果。
以含极性基团的有机物蒸气为气氛进行等离子体处理可在PTFE表面形成覆盖层，具有高度交联、性质稳定的特点，又含有极性基团，可有效地改善PTFE的表面亲水性。
Chen Yang 等先在PTFE膜表面等离子体聚合一层聚乙烯(PE)，再在处理膜表面接枝聚合AAc，结果发现，等离子体处理的带有PE的膜表面能进一步交联AAc，这表明沉积PE的膜表面仍有活性基团。
2.3 辐射接枝法该法需要有60Co的能源，把PTFE膜置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯类等可聚合的单体中，以60Co辐射使单体在PTFE膜表面发生化学接枝聚合，从而使PTFE膜表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。
接枝后的PTFE三度方向均匀长大，形状保持，但失去原PTFE的光泽和润滑感。
表面粗糙程度随接枝量的增加而增大，但表面不变色，而且在潮湿环境下表面电阻也不变化。
Turmanova等采用60Co在100 kGy的照射下将丙烯酸(AA)接枝PTFE表面和内部基质中，合成了交联共聚物(PTFE-g-PAA)。
2.4 化学处理化学腐蚀改性，即将PTFE经过一定化学试剂处理可以提高其表面亲水性。
这些化学试剂可以是金属钠的氨溶液；萘钠四氢呋喃溶液；碱金属汞齐；五碳基铁溶液等。
其中钠-萘配合物化学处理主要是通过腐蚀液与PTFE膜表面发生化学反应，扯掉表面上的部分氟原子。
这时在表面上留下了碳化层和某些极性基团(碳化层的深度以1µm左右为宜。
如果过分腐蚀表面，可能因产生的碳化层太厚而降低表层的内聚强度)。
这是目前研究的种种方法中效果较好、比较经典的方法，但也存在一些明显缺点，比如：被粘物表面变暗或变黑、在高温环境下表面电阻降低、长期暴露在光照下胶接性能将大大下降，使得此法的应用受到很大限制。
Mohammed等在四卤化硅环境中处理多孔PTFE，再进行水解，就可以得到含有硅酸的活性层膜表面，膜表面的湿润性得到极大提高。
2.5 溅涂表面沉积改性，将PTFE浸渍在某些金属氢氧化物的胶体溶液中，使得胶体粒子沉积在其表面，从而增大湿润性，改善表面活性，易于与其他材料复合。
这种方法对膜的表面蚀刻比较严重，目前已很少应用。
2.6 其他改性方法用ArF作基元的激光器处理PTFE，是目前国外采用的新方法，它的基本原理是用激光器照射某物质，使它与PTFE表面发生反应。
Niino等用ArF受激准分子激光器诱导PTFE膜表面在肼气体环境下发生化学改性。
方法是：将PTFE膜放在充满肼气的器皿中，在室温和肼的饱和蒸气压下(器皿中压力用皮拉尼真空计测试)，用ArF 作基元的激光器照射PTFE膜表面，激光器的射频为10Hz，脉冲次数为1000之间，照射的能量密度为27mJ/cmz。
经激光处理后，PTFE就会形成亲水性的表面，其膜表面的水接触角由处理前的130°降至30°，且随着激光器照射次数的增加，接触角会逐渐下降。
3 PTFE膜亲水化改性后的应用3.1 生物医用材料利用等离子体处理或引发接枝聚合的方法在PTFE膜表面引入羧基、酯基等反应性基团，然后接枝肝素等生物分子，可赋予PTFE膜表面抗凝血性能，有望作为与血液接触的医疗器械或人造器官。