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聚四氟乙烯薄膜辐射接枝

2017-5-26 14:20:23      点击:
  在聚合物的物理化学改性研究中,辐射接枝是一种行之有效的方法。通过电离辐射如Y射线照射聚合物,在聚合物主链上产生活性点,引发其与单体的接枝共聚反应。这一技术可以将两种高度不相容的聚合物通过化学键结合在一起,从而形成一种具有两种聚合物优点的新型聚合物。


  在膜材料合成方面,辐射接枝更显示出其独特之处,不但可以通过选择合适的接枝率里控制膜材料的组成,且利用已成型的薄膜作为膜材料的基体,避免了膜成型的困难。聚四氟乙烯具有优异的化学稳定性,因而常被用作膜基体材料。瑞士保罗雪伦研究所采用辐射接枝法,将苯乙烯接枝到全氟乙烯丙烯共聚物上,制备了一系列的高交联度的离子交换膜。聚四氟乙烯是一种性能及其优异的膜材料,作为燃料电池质子交换膜具有很大的潜力,但需对其进行改性处理。目前的改性方法主要填充和共聚改性,这两种方法共同特点是对聚四氟乙烯粉末进行改性处理,再形成薄膜材料。采用60CoY射线共辐射技术,直接对已成型的聚四氟乙烯薄膜进行接枝改性处理,研究了反应条件对接枝率的影响,未后续硫酸型质子交换膜的制备做准备。


  实验材料和方法


  实验的主要原材料有:聚四氟乙烯薄膜,50、70μm,苯乙烯,化学纯,二氯甲烷,分析纯,氯磺酸。


  将聚四氟乙烯制成所需要大小的膜块,用丙酮清洗表面,在真空干燥箱中干燥至恒重。干膜浸埋在已知浓度的苯乙烯溶液中N2保护,用60CoY射线照射,剂量为20kGy左右。将接枝膜取出,用甲苯清洗膜的表面,并在其中浸泡一夜,以彻底出去膜表面的均聚物及剩余的单体,干燥至恒重。


  结果探讨


  接枝膜与氯磺酸反应,形成接枝磺化膜,用JY-82接触角测量仪表征磺化膜的表面润湿性能,从而证实接枝反应的存在。


  聚四氟乙烯薄膜是一种非极性、憎水性聚合物,缺乏膜-水相互作用,它对水的接触角为104°。与氯磺酸不发生化学反应,但当接枝上苯乙烯后,就可以发生磺化反应而带上亲水性磺酸基团。