等离子体引发PVDF纳米纤维薄膜丙烯酸的研究 (2008年)

采用静电纺丝制备了聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,利用Ar气氛等离子体为引发手段对PVDF纳米纤维膜进行表面接枝改性,最终实现了在PVDF纳米纤维膜表面接枝丙烯酸,以改善其亲水性能.并借助静态接触角测定仪、扫描电子显微镜以及红外光谱等分析手段对接枝后纳米纤维膜的表面性能进行了研究.结果表明,等离子引发丙烯酸改性能有效改善PVDF纳米纤维膜的润湿性能. ### 等离子体引发PVDF纳米纤维薄膜丙烯酸的研究 #### 摘要与研究背景 在《等离子体引发PVDF纳米纤维薄膜丙烯酸的研究》这篇论文中，作者介绍了通过静电纺丝技术制备聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜，并进一步利用氩气（Ar）气氛等离子体引发丙烯酸接枝改性的方法来改善PVDF纳米纤维膜的亲水性能。PVDF因其优异的物理和化学特性，在多种领域都有广泛应用，尤其是在作为高分子纳米模板以及过滤、电池隔膜等方面。然而，由于PVDF本身的疏水性质，其在某些应用场景下存在局限性，比如容易发生膜污染，且与离子液体的亲和性较差。 为了克服这些局限性，提高PVDF纳米纤维膜的亲水性和与其他物质的相容性，研究人员采用了表面改性技术。等离子体引发的接枝改性是一种高效的方法，它能够有效地改善材料表面的润湿性，从而拓宽其应用范围。本研究旨在探讨等离子体引发丙烯酸接枝改性PVDF纳米纤维膜的有效性和机理。 #### 实验方法 - **材料准备**：研究中使用的PVDF购自上海3F有限公司，平均相对分子质量为50000。溶剂为丙酮和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）。接枝溶液为丙烯酸溶液。所有化学试剂均为分析纯。 - **静电纺丝制备PVDF纳米纤维膜**：通过控制纺丝参数，如电压、距离、聚合物浓度等，制备出不同表面结构的PVDF纳米纤维膜。 - **等离子体引发丙烯酸接枝改性**：在Ar气氛下，利用等离子体引发丙烯酸接枝到PVDF纳米纤维膜上，以改善其表面亲水性能。 #### 结果分析与讨论 - **表面性能分析**：通过静态接触角测定仪测量接枝前后PVDF纳米纤维膜的接触角，以此评估其润湿性能的变化。接触角越小，表示材料的亲水性越好。 - **微观形貌观察**：使用扫描电子显微镜（SEM）观察PVDF纳米纤维膜的表面形貌，分析接枝处理对纤维形态的影响。 - **化学结构分析**：通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测接枝后PVDF纳米纤维膜的化学结构变化，验证丙烯酸是否成功接枝。 #### 结论 研究结果显示，通过等离子体引发丙烯酸接枝改性的PVDF纳米纤维膜显著提高了其亲水性能。这种改性方法不仅工艺流程简单、环境友好，而且能够获得稳定的接枝层，有效地解决了PVDF纳米纤维膜亲水性差的问题。此外，这种方法还可以提高PVDF纳米纤维膜与其他离子液体的相容性，拓展其在多个领域的应用潜力。 等离子体引发丙烯酸接枝改性是一种有效的改善PVDF纳米纤维膜亲水性的方法，对于推进PVDF纳米纤维膜的应用和发展具有重要意义。