聚四氟乙烯膜的制备及性能
聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能
聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能一、本文概述聚四氟乙烯（PTFE）拉伸微孔膜是一种具有优异物理化学性能的高分子材料，广泛应用于过滤、分离、透气、防水等领域。
本文旨在探讨聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备过程、微观结构以及性能特点，以期为相关研究和应用领域提供理论支持和实践指导。
本文将详细介绍聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备工艺，包括原料选择、配方设计、加工工艺等关键步骤。
通过对制备过程的研究，旨在优化工艺参数，提高膜材料的综合性能。
本文将深入探究聚四氟乙烯拉伸微孔膜的微观结构，利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段，观察膜材料的孔径分布、孔形貌以及内部结构特征。
通过对微观结构的分析，揭示膜材料的形成机理和性能影响因素。
本文将系统评价聚四氟乙烯拉伸微孔膜的性能特点，包括透气性、防水性、力学性能、热稳定性等。
通过与其他材料的比较，凸显聚四氟乙烯拉伸微孔膜在特定应用领域中的优势和潜力。
本文将围绕聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能展开全面而深入的研究，旨在为相关领域的理论研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。
二、聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备方法聚四氟乙烯（PTFE）拉伸微孔膜的制备过程通常包括原料准备、熔融挤出、拉伸和热处理等步骤。
将聚四氟乙烯粉末进行预处理，如干燥和筛分，以去除水分和杂质，确保原料的纯净度和稳定性。
然后，将处理后的聚四氟乙烯粉末加入挤出机中，在高温下熔融挤出成薄膜。
在熔融挤出过程中，需要精确控制温度、压力和挤出速度等参数，以保证薄膜的均匀性和稳定性。
同时，还需要根据所需的膜厚和拉伸比，选择合适的模具和挤出条件。
接下来，将挤出的薄膜进行拉伸处理。
拉伸是制备聚四氟乙烯拉伸微孔膜的关键步骤，通常采用单向或双向拉伸的方式。
在拉伸过程中，薄膜中的高分子链会发生取向和重排，形成有序的微观结构。
拉伸后的薄膜需要进行热处理，以消除内部应力，提高稳定性。
热处理温度和时间对膜的性能有重要影响，需要根据具体的应用需求进行优化。
全氟磺酸--聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备及其应用基础研究
全氟磺酸--聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备及其应用基础研究1. 引言1.1 概述本篇文章旨在研究全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备方法及其应用基础。
全氟磺酸作为一种高性能离子液体，具有很大的应用潜力。
而聚四氟乙烯作为一种极具化学稳定性和耐高温性能的材料，已经被广泛应用于各个领域。
本研究旨在探索将这两种材料结合起来，制备出更加优异性能的中空纤维复合膜。
1.2 文章结构本篇文章分为引言、正文、实验方法、结果与分析以及结论与展望五个部分。
1.3 目的通过对全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜制备过程的深入分析，我们希望能够揭示其内在机理，并评估该复合膜在不同应用领域的潜力。
此外，我们还将探讨不同实验方法对复合膜性能的影响，并提出未来的发展方向与展望。
通过这些研究，我们希望能够为该领域的进一步研究提供基础理论和实践指导，以推动全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜在各个领域的应用。
2. 正文本研究旨在探索全氟磺酸--聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备方法及其应用基础。
针对该主题，我们将文章正文部分分为以下几个方面进行讨论。
2.1 聚四氟乙烯中空纤维的制备方法在这一部分，我们将介绍聚四氟乙烯中空纤维制备的原理和方法。
首先，我们会简要介绍聚四氟乙烯材料的特性及其在膜技术领域的应用。
然后，我们会详细介绍中空纤维技术，包括相内非溶剂法、吸附法、相扩散法等常用的中空纤维制备方法，并比较它们的优缺点。
2.2 全氟磺酸对聚四氟乙烯中空纤维膜性能的影响这一部分将重点探讨全氟磺酸添加剂对聚四氟乙烯中空纤维膜性能的影响。
我们会阐述不同添加剂含量对膜孔径、渗透性能以及化学稳定性的影响，并进行相关实验数据的分析和解读。
此外，我们还将讨论全氟磺酸对膜表面亲水性的改善作用以及其对阻垢效果的影响。
2.3 聚四氟乙烯中空纤维复合膜在水处理领域的应用在这一部分，我们将探讨聚四氟乙烯中空纤维复合膜在水处理领域的应用潜力。
具体包括该复合膜在反渗透、超滤、微滤等水处理过程中的性能及应用前景。
聚四氟乙烯薄膜生产工艺及应用
聚四氟乙烯薄膜生产工艺及应用聚四氟乙烯薄膜主要分两种：微孔膜和车削膜。
两者最大的区别是微孔膜透气，它是通过双向拉伸产生的；车削膜则是车床削出来的，它不透气。
我对车削膜不太了解，知道它应该在密封上用的比较多。
这里主要讲下微孔膜。
聚四氟乙烯（ptfe）微孔薄膜是聚四氟乙烯树脂颗粒为原料，经过膨化拉伸后形成一种具有微孔性的薄膜，它也分一下几种：1、空气过滤膜聚四氟乙烯过滤膜可用于大气除尘、空气净化等该膜孔径可控制住0.2um，孔隙率可达88%以上，与针刺毡、机制布、无纺布、玻纤等多种过滤材料相复合得到具有表面过滤性能的覆膜滤料，PTFE覆膜滤料具有剥离强度高，透气量大，孔径分布均匀等特点。
作为除尘布袋或褶皱式除尘滤筒安装在除尘设备内，将迅速有效的截留以微米来计算的超细粉尘，除尘效率可达99.99%以上，使用寿命长达3年，透气率可达3-6m/min,是目前世界上最先进的空气过滤材料，各种吸尘器、空气滤芯、空气净化设备、高效空气过滤器等的最佳选择。
技术参数如下：厚度：5um-15um透气量：80-100L/㎡•s宽度：≤1800mm五氟四耐网：专业的四氟制品商贸平台阻力：≤80Pa效率：99.99%2,、防水透湿微孔膜聚四氟乙烯防水透湿微孔膜是经特殊工艺经双向拉伸制成的，膜表面每平方英寸能达到几十亿个微孔，每个微孔直径（0.1um-0.5um）小于水分子中最小的轻雾的最小值（20um-100un），而远大于水蒸气分子直径（0.0003um-0.0004um），可以使水蒸气通过而水滴不能通过，利用这种微孔结构可达到优秀的防水透湿功能；另外因为该孔极度细小和纵向不规格的弯曲排列，使风不能透过，从而又具有防风和保暖性好等特点。
该膜自问世以来经过不断改进，在PTFE薄膜上进行特殊处理，其牢固度和持久度大为提高，经过与其他面料复合后，广泛应用于军的服装、医用服装、休闲服装，消防、防生化、防毒、浸水作业等特种防护服，户外运动服装、鞋帽、手套等辅料以及睡袋、帐篷等材料。
聚四氟乙烯薄膜 PTFE
聚四氟乙烯薄膜PTFE聚四氟乙烯薄膜(PTFE)介绍聚四氟乙烯薄膜(PTFE)是由聚四氟乙烯树脂经模压、烧结、冷却成毛坯，再经车削，压延制成。
车削成的薄膜为不定向薄膜，不定向薄膜经压延后即成定向薄膜。
不定向薄膜压延 1.1-1.8倍为半定向薄膜。
聚四氟乙烯薄膜(PTFE)的性能特点聚四氟乙烯薄膜(PTFE)是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物，其密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。
它的化学结构与PE相似，只是聚乙烯中的全部氢原子都被氟原子所取代。
由于C-F键键能高，性能稳定，因而其耐化学腐蚀性极佳，能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质今日焦点。
高于300℃的氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水)，以及强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用；PTFE分子中F原子对称，C-F键中两种元素以共价键结合，分子中没有游离的电子，使整个分子呈中性，因此它具有优良的介电性能，而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。
它的体积电阻大于1017，介电损耗小，击穿电压高、耐电弧性好，能在250℃的电气环境下长期工作；因PTFE分子结构中没有氢键，结构对称，所以它的结晶度很高(一般结晶度为55%~75%，有时高达94%)，使PTFE耐热性能极好，其熔融温度为324℃，分解温度为415℃，最高使用温度为250℃，脆化温度为-190℃，热变形温度(0.46MPa条件下)为120℃。
PTFE的力学性能良好，其拉伸强度为21~28MPa，弯曲强度为11~14MPa，伸长率为250%~300%，对钢的动静摩擦系数均为0.04,比尼龙、聚甲醛、聚酯、塑料的摩擦系数都小。
纯聚四氟乙烯薄膜(PTFE)强度低、耐磨性差以及耐蠕变性不好,通常要在PTFE聚合物中添加一些无机颗粒，如石墨、二硫化钼、三氧化二铝、玻纤、碳纤维等来提高其力学性能；也可利用与其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟(乙烯/丙烯)共聚物(PFEP)等共混的方法来其阻尼温度范围，提高其耐蠕变性。
聚四氟乙烯微孔薄膜
聚四氟乙烯微孔薄膜一、引言自美国杜邦公司(Dupont)1945年开始生产聚四氟乙烯以来，至今已有 61 年历史。
现在作为PTFE的重要产品聚四氟乙烯微孔薄膜应用十分广泛，拓展的领域从生物工程到服装行业，从机械工业到石化，在环保行业中不仅可用于水处理工程，而且还可用于空气的微粒净化。
可以说它的应用范围还是比较广泛的。
二、聚四氟乙烯的特征1、分子结构特点聚四氟乙烯的优异性能是由其分子结构所决定的。
聚四氟乙烯的分子由c、F 两种元素以共价键相结合，C—F键键能较高，要断开C—F键需要较大的键能，因此聚四氟乙烯具有高度的稳定性，不易发生化学反应。
虽然聚四氟乙烯和聚乙烯都是直链型高分子，且链骨架都由碳原子组成，但氟原子和氧原子在碳原子周围所起的作用是不同的。
氟原子的范德华半径为O．136nm明显大于氢原子范德华半径O.11-0.12nm，与聚乙烯相比聚四氟乙烯中未成链原子间有较强的排斥力，这就使得聚四氟乙烯的大分子采用螺旋构型，而不是聚乙烯的平面全反式构型。
由于氟原子的范德华半径较大引起氟原子之间的排斥力较大，这使得聚四氟乙烯大分子链的转动势垒要比聚乙烯大得多，所以可以预料聚四氟乙烯链的柔曲性要比聚乙烯链小。
这使聚四氟乙烯具有很高的熔点和很高的熔融粘度。
2、化学稳定性聚四氟乙烯每个碳原子连接的两个氟原子空间结构上对称，整个分子无极性c—F键的键能高且稳定，分子为螺旋形构型，c—c主分子链完全被F原子所遮蔽所以，聚四氟乙烯具有极其优异的化学稳定性，被称为“塑料之王”，水及各种有机溶剂都不能使其产生溶解或溶涨。
强酸、强碱、强氧化剂即使在高温时也不能对聚四氟乙烯起作用，其耐化学腐蚀性甚至超过一些贵金属。
只有F元素本身和熔融的碱金属或碱金属的络合物才能对它有侵蚀作用。
3、热性能聚四氟乙烯具有优良的耐高温、耐低温性能，熔点为327摄氏度，分解温度为415摄氏度可在200一260℃范围内长期使用。
但聚四氟乙烯的一大缺点是在高温F的不流动性。
聚四氟乙烯薄膜的制备改性及应用进展
ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １２ ０９聚四氟乙烯薄膜的制备改性及应用进展卢 聪，李贺希，项丰顺，刘 波，屈秀文（中国人民解放军陆军防化学院，北京 １０００００）摘 要：阐述了通过双向拉伸法、成孔剂法、静电纺丝法制备ＰＴＦＥ薄膜，系统分析了ＰＴＦＥ薄膜的不同改性方法的优缺点与最新的改性进展，讨论了ＰＴＦＥ薄膜在环保、服装面料、医疗卫生、电化学方面的应用，最后对ＰＴＦＥ薄膜的发展方向提出展望。
关键词：聚四氟乙烯薄膜；制备；改性；应用中图分类号：ＴＱ３２０ ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－０２６－０４Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓＬｕＣｏｎｇ，ＬｉＨｅｘｉ，ＸｉａｎｇＦｅｎｇｓｈｕｎ，ＬｉｕＢｏ，ＱｕＸｉｕｗｅｎ（ＰＬＡＡｒｍｙＤｅｆｅｎｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｗｅｅｘｐｏｕｎｄｖａｒｉｏｕｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，ｐｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ Ｗｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｃｌｏｔｈｉｎｇｆａｂｒｉｃｓ，ｍｅｄｉｃａｌｃａｒｅａｎｄｅ ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｉｎａｌｌｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 有机膜是工业生产中应用最广泛的膜，具有质轻、堆积密度高、占地面积小等特点。
多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维的制备及其性能
多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维的制备及其性能0 引言在水处理等行业中，借助PTFE优异的化学稳定性，可以将其作为过滤材料用于盐、酸、碱物质的制作中，前提是纤维满足相关亲水性要求。
聚多巴胺是组成贻贝中黏合蛋白的主要成分，其几乎可以在所有材料表面附着，并具有一定的涂覆作用，可以当作强力修饰剂使用。
处于氧化条件中，水溶液中的多巴胺能够自发聚合，最终在材料表面形成聚多巴胺层。
现阶段，虽然已经有很多学者研究PTFE膜改性问题，并且已经拥有较为丰富的研究成果，但是很少有学者研究PTFE纤维的亲水改性。
笔者以其作为研究对象，在PTFE纤维亲水改性过程中运用多巴胺氧化自聚反应，促进纤维表面形成聚多巴胺层，使纤维拥有更小的静态水触角，最终实现亲水的目标。
1 聚四氟乙烯材料和多巴胺材料概述聚四氟乙烯(PTFE)属于新型高性能材料，其具有热稳定性好、化学稳定性高等优势，现如今该材料已经在建筑、环保、军工、医疗、纺织等行业得到广泛应用。
同时，在各种已知的固体材料中，PTFE拥有最小的表面能，拥有显著的不黏性和疏水性，对其实际应用形成了严重限制[1]。
近年来，为了使PTFE拥有更低的疏水性，使其可更好地黏结在其他材料上，很多学者开始研究PTFE材料表面改性，并且总结出了表面沉积改性、等离子体处理、辐射接枝处理、化学腐蚀处理等方法。
其中，化学腐蚀处理会使PTFE表面受到较大程度破坏，并且在处理后会产生各种化学废液，若是无法采取有效的处理措施会导致严重的环境污染问题；等离子体处理虽然拥有不产生污染和只需较短处理时间的优势，但是却需要相关企业在前期投入较多资金用于购买设备，且维持改性效果的时间较短[2]。
也有相关学者提出了一种新兴的表面改性方法，也就是多巴胺诱导表面沉积改性，通过实际研究可知，几乎在所有材料表面上多巴胺都可附着，并起到涂覆效果，如：玻璃、聚乙烯、铁、聚偏氟乙烯等。
多巴胺属于组成贻贝中黏合蛋白的重要成分，其属于胺类化合物且含有儿茶酚，可作为启发性表面化学的强力修饰剂。
二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告
二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景及意义二氧化钛（TiO2）在光催化、电催化、电导等领域具有广泛的应用，尤其是对有机污染物的降解和抗菌等方面有着很好的效果。
聚四氟乙烯（PTFE）则在防腐涂料、电气绝缘材料、高温耐磨材料等方面具有广泛的应用。
二氧化钛和聚四氟乙烯的复合薄膜具有二者各自优良性能的综合体现，可以在多个领域中有更广泛的应用。
本研究将通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，为更好地发挥其应用价值提供技术支持。
二、研究内容1.制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜。
采用溶液浆料法制备复合薄膜，通过控制各材料的配比、掺杂和表面改性优化复合膜的表面性质和性能。
2.研究复合薄膜的结构和形貌。
利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器研究该复合薄膜的晶体结构、晶粒大小和形貌等。
3.研究复合薄膜的催化性能。
通过检测复合薄膜的光催化和电催化性能，探究其对有机污染物的降解效果，并比较不同配比、掺杂和表面改性后复合薄膜的差异。
4.研究复合薄膜的机械性能和稳定性。
通过强度、硬度测试和耐腐蚀性测试，验证复合薄膜的机械性能和耐久性，并探究其在多种环境条件下的稳定性。
三、预期成果本研究通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，将获得以下预期成果：1.成功合成二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并通过表面掺杂和改性，实现了对复合薄膜特性的优化。
2.对复合薄膜的结构和形貌进行了全面的表征和研究，探究其制备过程中的形成机制和影响因素。
3.对复合薄膜的催化性能和机械性能进行了实验测试和分析研究，掌握了其在不同应用领域的表现和适用范围。
4.为深入研究二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜应用的拓展，提供了技术支持和理论指导。
四、研究方法与技术路线1.物料准备。
准备二氧化钛颗粒、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇等原料，并对其进行处理和精细化。
2.复合薄膜制备。
根据一定比例，将准备好的原料按一定配方混合搅拌，制备并烘干成复合膜。
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第26卷第5期高分子材料科学与工程Vol.26,No.5 2010年5月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GMay 2010聚四氟乙烯膜的制备及性能黄庆林,肖长发,胡晓宇,边丽娜(天津工业大学材料科学与化学工程学院,中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160)摘要:以聚乙烯醇(PVA )为成膜载体,由聚四氟乙烯(PTFE )分散乳液制得PTFE 疏水膜,分析和讨论了膜烧结后的组成、动态力学性能的变化,用扫描电子显微镜(SEM )观察了膜表面形貌。
结果表明:(1)制备的PTFE 膜较PTFE 在组成上无明显变化;(2)经定长和松弛状态烧结的PTFE 膜,其DMA 谱图的α转变较PTFE 未发现较大变化;(3)经定长状态下烧结后所得PTFE 膜中原纤网络结点之间构成了较为疏松的微孔结构,而在松弛状态下烧结所得膜的微孔结构较为致密。
关键词:聚四氟乙烯;聚乙烯醇成膜载体;平板膜;性能中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2010)0520123204收稿日期:2009204207基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重点课题“高性能聚烯烃中空纤维超/微滤膜制备关键技术”(2007AA030304)通讯联系人:肖长发,主要从事功能纤维材料研究, E 2mail :cfxiao @ 聚四氟乙烯具有极其良好的化学稳定性,耐强酸、强碱和耐多种化学产品的腐蚀以及宽广的耐温性能,因此,在特殊的分离环境中,PTFE 是一种理想的分离过滤材料[1,2]。
PTFE 的表面张力为(22～33)×10-3N/m ,极好的疏水性使其成为膜蒸馏以及防水透气材料的首选材料[3]。
但PTFE 的缺点是无合适的溶剂使其溶解,而且即使加热到分解温度也很难流动,因此PTFE “不溶不熔”的特性使其加工性能很差[4]。
目前制备PTFE 微孔膜的主要方法为双向拉伸法[5],即通过将PTFE 树脂预压膜,烧结成型后再经双向拉伸形成具有裂隙孔结构的微孔膜,而采用PTFE 分散乳液制备薄膜的方法专利和文献尚未见报道。
本文以PVA 为成膜载体,采用PTFE 分散乳液制备PTFE/PVA 共混膜,经烧结处理除去共混膜中的PVA 而制得PTFE 膜。
1 实验部分1.1 实验材料PVA :2099型,山西三维集团股份有限公司;PTFE 浓缩分散乳液:型号FR301B ,上海三爱富新材料有限公司,性能参数如Tab.1所示。
T ab.1 Characteristics of PTFE suspensionSolid content(%)Nonionic surfactant content (%)Average particlesize (μm )Viscosity (Pa ・s )Density (g/cm 3)p H 6050.1925×10-32.209note :typical values1.2 样品制备将PTFE 分散乳液破乳后得到的PTFE 粒状树脂压制成膜,将所得膜在380℃烧结2min ,得到的样品记为PTFE 膜。
按一定配比将PTFE 乳液和PVA 均匀溶解分散在去离子水中配成铸膜液,在洁净玻璃板上刮膜后在0℃的无水乙醇中固化成膜,得到PTFE/PVA 共混膜。
将PTFE/PVA 膜烘干后分别在松弛和定长状态下在380℃烧结2min 制得PTFE 膜,记为P 2PTFE 膜。
1.3 测试与分析1.3.1 结构及性能测试:用德国Bruker 公司Ten 2sor37型傅里叶红外光谱(F T 2IR )仪,采用衰减全反射(A TR )技术对膜化学结构进行分析;用德国N ET 2ZSCH 公司DMA 242C 型动态粘弹谱分析(DMA )仪对膜进行动态力学分析,升温速率10℃/min ,空气氛围,温度范围-100℃～200℃;用德国N ETZSCH 公司STA409PC 型热分析仪对膜的热性能进行分析,升、降温速率10℃/min ,空气氛围,温度范围100℃～700℃;用荷兰FEI 公司Quanta200型扫描电子显微镜(SEM )观察膜的形貌。
1.3.2 接触角测定:用北京金盛鑫检测仪器有限公司J YSP 2180型接触角测量仪测定膜5个不同位置上的接触角,求取其平均值。
当水滴落在膜上10s 时开始照相读数,取接近平均值的水滴照片为膜的水接触角照片。
2 结果与讨论2.1 FT 2IR 分析PTFE 和PTFE/PVA (5/1,10/1,15/1)、P 2PTFE膜的F T 2IR 谱图如Fig.1所示。
1250cm -1处为PTFE 的CF 2伸缩振动特征峰,1149cm -1处为CF 2的变形振动峰,而638cm -1处为CF 2的扇形振动峰[6]。
Fig.1a 、Fig.1b 和Fig.1c 中,除PTFE 的特征峰外,也可观察到PVA 的特征峰,如在3291cm -1处为OH 的伸缩振动,2940cm -1、1447cm -1和851cm -1处为CH 2的特征峰。
在Fig.1a ’,Fig.1b ’和Fig.1c ’中,不同比例PTFE 与PVA 共混膜经烧结后,PVA 的特征峰消失,除在2360cm -1处出现新的吸收峰外,谱图与纯PTFE 相似。
可见,以PVA 为制膜载体制备的P 2PTFE 膜较PTFE 在化学组成上无明显变化。
Fig.1 FT 2IR spectra of membranes PTFE/PVAa :5/1;b :10/1;c :15/1;P 2PTFE :a ’:5/1;b ’:10/1;c ’:15/1;P :PTFE2.2 动态力学分析在PTFE 的动态力学谱图(见Fig.2)中,α损耗表征PTFE 非晶部分的主转变,即玻璃化转变温度;β损耗的变化表征所测PTFE 存在不同的晶型。
Fig.2(a 、c 、d )可见,PTFE/PVA 共混膜及不同状态烧结后的膜的α转变峰较宽,Fig.2b 中PTFE 的α转变峰尖而窄,与其对应的T g 未发生明显偏移,表明在PTFE/PVA共混膜中,因PVA 的存在使得PTFE 的链段更易运动,烧结后的膜T g 与PTFE 膜并未发生明显变化。
b 、d 为松弛烧结,c 为定长烧结,可以看出,经定长烧结后PTFE 的β损耗温度低于松弛烧结,这可能与烧结过程中紧张或松弛状态对PTFE 结晶晶型的影响不同有关。
Fig.2 DMA diagram of membrane samplesa :PTFE/PVA ;b :PTFE ,relax sintering ;c :P 2PTFE ,fixed sin 2tering;d :P 2PTFE ,relax sintering(a )(b )Fig.3 Thermogravimetry curves of membranes PTFE/PVA :a :1/0;b :15:1;c :10:1;d :5:12.3 热重分析Fig.3为试样的热失重曲线(Fig.3a )和微分曲线(Fig.3b )。
由Fig.3a 可以看出,PTFE/PVA 共混膜有两个热失重阶段,第一阶段从200℃～400℃,第二阶421高分子材料科学与工程2010年 段从500℃～700℃。
PVA 的加入降低了PTFE 膜的起始分解温度。
并且随着PVA 含量增加,起始分解温度愈加向低温侧偏移。
共混膜的第一个失重阶段是因PVA 分解造成的,其最大失重速率出现在365℃附近,不同比例共混膜第一阶段的最大热失重速率并无明显变化。
当温度继续升高到400℃以上,PVA 基本被除去,试样达到质量稳定阶段,试样中仅为PTFE ,这也与前文F T 2IR 结果相一致。
试样的第二个失重阶段是因PTFE 分解所致,从Fig.3a 中可见,起始分解温度在569℃左右,不同比例的P 2PTFE 膜其起始分解温度也基本相近。
因此,以PVA 为成膜载体制得的P 2PTFE 膜仍保持了PTFE 原有的良好热稳定性。
2.4 亲水性PTFE 是所有聚合物当中表面自由能最低的聚合物,疏水性强。
PTFE 对水的接触角为114°～115°,平衡吸水率小于1%[7],而PVA 含有亲水基团-OH ,易与水分子形成分子间氢键,是一种亲水性聚合物[8]。
分别对3种试样进行水接触角的测试,结果如Tab.2。
T ab.2 W ater contact angle of PTFE/PVA membraneand PTFE membranesSample PTFE/PVA membrane P 2PTFE membrane PTFE membrane Average value63.20°109.21°119.23° 从Tab.2中看出,PTFE/PVA 共混膜平均水接触角为63.20°(Fig.4a ),P 2PTFE 膜的平均水接触角为109.21°(Fig.4b ),比PTFE 膜的水接触角(Fig.4c )略低,但仍保持较强的疏水性。
因此,以PVA 为成膜载体制备的P 2PTFE 微孔膜保持了较强的疏水性。
Fig.4是试样的水接触角照片。
Fig.4 W ater contact angle ofmembranesFig.5 SEM micrographs of P 2PTFE and PTFE membrane2.5 形貌观测Fig.5为本研究制得的P 2PTFE 膜的SEM 结果,将PTFE/PVA 共混膜分别在松弛和定长条件下烧结除去PVA 后,从高温炉中移出冷却至室温,纯PTFE 膜采用相同的烧结处理条件,用SEM 观测所得结果。
从Fig.5可以看出,P 2PTFE 膜在松弛条件下烧结,形成致密膜(Fig.5a ),而在定长条件下烧结形成了微孔结构。
分析可知,在PVA 载体中,PTFE 树脂颗粒形成均匀分散结构,在烧结去除PVA 过程中,膜结构发生收缩,PTFE 树脂颗粒部分粘合,形成疏松的微孔结构(Fig.5b );此外,P 2PTFE 膜在外界张力作用下熔融粘结,沿定长方向PTFE 大分子发生滑移,形成原纤化结构(Fig.5b )。
如Fig.5d 所示,PTFE 定长烧结后仍较为致密(较Fig.5d ),这是由于在烧结前的压膜过程中使PTFE 树脂之间粘合比较紧密,即使在定长烧结,结构也较为致密。
P 2PTFE 及PTFE 在松弛条件下,烧结的膜迅速冷却之后体积发生收缩,导致膜表面微孔闭521 第5期黄庆林等:聚四氟乙烯膜的制备及性能合,形成致密结构(Fig.5a、Fig.5c)。