基本信息
- 项目名称：
- 葡萄糖对聚偏氟乙烯膜性能的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以葡萄糖为共混剂，聚乙烯吡咯烷酮为添加剂，用相转化法获得了聚偏氟乙烯/葡萄糖共混膜。初步探讨了其共混影响膜性能的原理，同时详细的研究了共混膜的水通量和孔隙率的变化，提高了膜的亲水性能、水通量和抗污染性能，扩大了其在水处理中的应用范围，提高了其使用寿命，具有极其重要的实用价值。
- 详细介绍：
- 聚偏氟乙烯（PVDF）由于耐高温，韧性好，有良好的机械性能和稳定的化学性质，是一种性能优良的高分子膜材料。但是聚偏氟乙烯是强疏水性物质，成膜后水通量较小，用亲水性较强的物质与其共混制膜，是一种有效的改性办法。目前，报道较多的与聚偏氟乙烯共混的物质一般是亲水性的高分子物质如聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚砜（PS）等，还有小尺寸的无机物质如纳米氧化铝、纳米二氧化硅等，但与小分子的有机物质共混还未见报道。本文用葡萄糖与聚偏氟乙烯进行共混改性，用扫描电镜（SEM）和红外光谱（ATR-FTIR）观察膜的微观结构，用XRD观察葡萄糖对聚偏氟乙烯结晶性能的影响，用热分析（TG-DTA）来考察共混对聚偏氟乙烯膜的热性能的影响，并初步探讨了其共混影响膜性能的原理。 以葡萄糖为共混剂，聚乙烯吡咯烷酮为添加剂，用相转化法获得了聚偏氟乙烯/葡萄糖共混膜。系统研究了成膜的工艺参数，并对共混膜的微观结构和热稳定性进行了研究，同时详细的研究了共混膜的水通量和孔隙率的变化，并讨论了共混膜水通量提高的原理。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：通过实验探究葡萄糖对聚偏氟乙烯膜性能的影响，寻求最佳工艺。 思路：通过提出假设，进行实验探究验证，进而确定葡萄糖对聚偏氟乙烯膜性能的影响。
科学性、先进性及独特之处
- 文章中的实验首次利用了小分子有机物与聚偏氟乙烯共混制膜，进行了大量科学实验，使用了大量先进仪器进行分析，来探讨葡萄糖对聚偏氟乙烯膜性能的影响，寻求最佳制膜工艺条件。
应用价值和现实意义
- 本文用葡萄糖与聚偏氟乙烯进行共混改性，并初步探讨了其共混影响膜性能的原理，提高了膜的亲水性能、水通量和抗污染性能，扩大了其在水处理中的应用范围，提高了其使用寿命，具有极其重要的实用价值。
学术论文摘要
- 聚偏氟乙烯由于其耐高温、韧性好、良好机械性能和稳定化学性质等特性，被公认为是一种性能优良的高分子膜材料。但由于其强烈的疏水性，成膜后水通量较小，使其不利于成为一种高效的水源净化材料，在不改变其本身优良特性的前提下增强其亲水性成为一种新的研究潮流，而该作品中将其与强亲水性物质共混制膜不失为一种简单有效的增强其亲水性的研究方法。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 通过对实验产生的样品进行初步测试，可知其亲水性能得到显著提高，同时也应加强实验探究，使其技术更加成熟。
参考文献
- 1. 杜军，汤忠红。聚偏氟乙烯微孔膜处理含铬（Ⅲ）水溶液的研究[J].化学研究与应用，2000，12（6）：601-604. 2.Yin Xiuli, Cheng Hongbin, Wang Xin. Morphology and properties of hollow-fiber membrane made by PAN mixing with small amount of PVDF[J]. Journal of Membrane Science，1998，149：179-184. 3.左丹英，黄年华，陶咏真。聚偏氟乙烯-磺化聚醚砜相容性及其成膜性能[J].化学研究与应用，200，21（4）： 468-471. 4. Lu Yan, Sun Hong, Meng Li li, et al. Application of the Al2O3-PVDF nanocomposite tubular ultrafiltration (UF) membrane for oily wastewater treatment and its antifouling research[J]. Separation and Purification Technology, 2009，66：347-352 5. 彭跃莲，刘燕，钱英。纳米SiO2对聚偏氟乙烯超滤膜的影响研究 [J]. 膜科学与技术，2006，26（1）：31-34.
同类课题研究水平概述
- 聚偏氟乙烯（PVDF）由于耐高温，韧性好，有良好的机械性能和稳定的化学性质，是一种性能优良的高分子膜材料。但是聚偏氟乙烯是强疏水性物质，成膜后水通量较小。目前，对聚偏氟乙烯微孔膜的改亲水改性方法有物理改性，化学改性和表面接枝聚合改性。物理改性主要包括：表面物理改性（表面涂覆改性，表面吸附改性），膜材料的物理改性（共混改性）；膜表面接枝改性（等离子体改性法，光化学接枝法，化学接枝法，辐射接枝法），膜化学改性（包括材料的共混、接枝、用化学方法赋予亲水基团等）。这些改性方法特别是化学改性方法在反应条件，设备要求及膜材料上通常不能兼顾。而共混改性以其操作简便，效果好而受到青睐。 目前，报道较多的与聚偏氟乙烯共混的物质一般是亲水性的高分子物质如聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）]、聚砜（PS）等，还有小尺寸的无机物质如纳米氧化铝、纳米二氧化硅等，但与小分子的有机物质共混还未见报道。
