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聚四氟乙烯薄膜輻射接枝

2017/5/26 14:20:23??????點擊:
  在聚合物的物理化學改性研究中,輻射接枝是一種行之有效的方法。通過電離輻射如Y射線照射聚合物,在聚合物主鏈上產生活性點,引發其與單體的接枝共聚反應。這一技術可以將兩種高度不相容的聚合物通過化學鍵結合在一起,從而形成一種具有兩種聚合物優點的新型聚合物。


  在膜材料合成方面,輻射接枝更顯示出其獨特之處,不但可以通過選擇合適的接枝率里控制膜材料的組成,且利用已成型的薄膜作為膜材料的基體,避免了膜成型的困難。聚四氟乙烯具有優異的化學穩定性,因而常被用作膜基體材料。瑞士保羅雪倫研究所采用輻射接枝法,將苯乙烯接枝到全氟乙烯丙烯共聚物上,制備了一系列的高交聯度的離子交換膜。聚四氟乙烯是一種性能及其優異的膜材料,作為燃料電池質子交換膜具有很大的潛力,但需對其進行改性處理。目前的改性方法主要填充和共聚改性,這兩種方法共同特點是對聚四氟乙烯粉末進行改性處理,再形成薄膜材料。采用60CoY射線共輻射技術,直接對已成型的聚四氟乙烯薄膜進行接枝改性處理,研究了反應條件對接枝率的影響,未后續硫酸型質子交換膜的制備做準備。


  實驗材料和方法


  實驗的主要原材料有:聚四氟乙烯薄膜,50、70μm,苯乙烯,化學純,二氯甲烷,分析純,氯磺酸。


  將聚四氟乙烯制成所需要大小的膜塊,用丙酮清洗表面,在真空干燥箱中干燥至恒重。干膜浸埋在已知濃度的苯乙烯溶液中N2保護,用60CoY射線照射,劑量為20kGy左右。將接枝膜取出,用甲苯清洗膜的表面,并在其中浸泡一夜,以徹底出去膜表面的均聚物及剩余的單體,干燥至恒重。


  結果探討


  接枝膜與氯磺酸反應,形成接枝磺化膜,用JY-82接觸角測量儀表征磺化膜的表面潤濕性能,從而證實接枝反應的存在。


  聚四氟乙烯薄膜是一種非極性、憎水性聚合物,缺乏膜-水相互作用,它對水的接觸角為104°。與氯磺酸不發生化學反應,但當接枝上苯乙烯后,就可以發生磺化反應而帶上親水性磺酸基團。


  
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