CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2020年
反应性单体接枝聚偏氟乙烯的制备、结构、性能与应用的研究
叶翠翠
Subtype博士
Thesis Advisor李景烨
2020-06-01
Degree Grantor中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
Keyword辐射接枝 聚偏氟乙烯 马来酸酐 丙烯酸 功能化改性 反应性增容
Abstract聚偏氟乙烯(PVDF)是一种典型的半结晶性含氟高分子材料,具有良好的耐化学腐蚀性、耐辐照性、力学性能、加工性能以及特殊的介电性能和压电性能,被广泛应用于水处理膜、电子电器和碳氟涂料等诸多领域。随着市场需求的不断变化,对PVDF的性能提出了更高的要求。PVDF的功能化改性可以通过物理共混和化学接枝来实现。而PVDF与大量聚合物的相容性和粘接性较差,因此通过反应性单体对PVDF进行功能化接枝改性具有十分重要的意义。通过化学接枝可以将反应性单体以化学键的形式固定在PVDF分子链上,以获得永久功能化的PVDF新材料。辐射引发接枝聚合(即辐射接枝法)是进行聚合物化学接枝的有效手段之一,具有操作简易、反应温度低、普适性广等特点。另一方面,反应性单体接枝改性的聚合物还可作为增容剂、粘接剂来提高聚合物/聚合物或聚合物/无机填料的相容性和界面粘附力。本文选用两种不同反应活性的反应性单体:马来酸酐(MAH)和丙烯酸(AA)对PVDF进行功能化改性,系统研究了两种反应性单体(MAH或AA)与PVDF的相容性;通过室温辐射接枝的方法将MAH或AA接枝到PVDF分子链上,得到PVDF-g-MAH和PVDF-g-PAA。详细研究了反应性单体接枝改性对PVDF结构与性能的影响;最后,分别探索了PVDF-g-MAH 和 PVDF-g-PAA 作为增容剂对 PVDF/PA6 和 PVDF/PLLA 共混体系的增容研究。论文的具体研究内容如下:(1)PVDF/MAH共混物的结构与性能研究通过熔融共混制备了不同MAH添加量的PVDF/MAH共混物。SEM和DSC结果表明,PVDF与MAH具有良好的相容性。通过FTIR图谱证实了 PVDF的CH2与MAH单体的C=O存在氢键相互作用。这种相互作用对PVDF/MAH共混体系的结晶行为、热稳定、流变性能以及力学性能均产生了显著影响。(2)PVDF-g-MAH的制备及其对PVDF/PA6共混体系的增容研究通过室温辐射接枝的方式成功地制备了 MAH接枝的PVDF(PVDF-g-MAH)。MAH的接枝率随MAH添加量以及吸收剂量的增加而逐渐增加。与空气辐照氛围相比,真空辐照氛围下可制得MAH接枝率较高的PVDF-g-MAH。MAH的接枝改性对PVDF的微观形貌和晶型的影响不大,然而PVDF-g-MAH表现出与PVDF完全不同的热行为、流变行为及力学性能。此外,PVDF-g-MAH对PVDF/PA6不相容共混体系具有良好的增容效果。(3)PVDF-g-PAA的制备及其性能研究通过熔融共混制备了不同AA添加量的PVDF/AA共混物。结果表明AA与PVDF的相容性较好,且AA可以在PVDF的基体中均匀分散。PVDF/AA二元共混物经钴源γ射线辐照后,制得PVDF-g-PAA。通过AA添加量的改变实现了PVDF-g-PAA接枝率的精确调控,并研究了 AA接枝率对PVDF结晶性能、热性能、流变性能、亲水性以及力学性能的影响。(4)PVDF-g-PAA对PVDF/PLLA共混体系的增容研究探究了 PVDF-g-PAA对PVDF/PLLA共混体系相容性的影响,结果表明PVDF-g-PAA和PLLA均可与高环氧含量的聚(苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸甲酯)(SG)反应,在熔融共混过程中形成双梳齿结构的反应型增容剂,且稳定存在于PVDF/PLLA共混物的两相界面。PVDF/PLLA共混样品的微观形貌由海/岛结构向双连续结构转变。PLLA与SG的反应活性明显高于PVDF-g-PAA与SG,因此PVDF-g-PAA/SG预混样品的增容效果最好,相畴尺寸最小。共混样品的增容效果随SG添加量的增加而逐渐提高,当SG添加量为10 wt%时达到最佳。在SG的添加量为10 wt%时,接枝率为0.5%的PVDF-g-PAA即可显著提高PVDF/PLLA共混体系的相容性。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/32476
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2020年
Affiliation中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
Recommended Citation
GB/T 7714
叶翠翠. 反应性单体接枝聚偏氟乙烯的制备、结构、性能与应用的研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2020.
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