聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面亲水改性研究(2)
1.2聚偏氟乙烯(PVDF)
聚偏氟乙烯(PVDF)是偏氟乙烯的均聚物，分子式如图 1 所示；它的分子量约40-60 万，结晶度达到62-78%，含氟量高达59%，PVDF 是一种半透明或白色粉末状的结晶性聚合物，分子链间排列非常紧密，拥有键能比较强的氢键，含氧指数是46%，含氢量为3%，密度为1.75-1.78g/cm3，吸水率<0.04%，玻璃化转变温度约-39℃，脆化温度在-62℃左右，聚烯烃分子的碳链在分子结构显示中呈现锯齿形，由于它的氢原子被氟原子取代，因为氟原子的电负性较大，原子半径较小，所以C-F 键短，与相邻的氟原子相互排斥，因而使氟原子不都在同一平面内，并且沿着以碳链为主链呈现螺旋状分布，所以在主碳链的四周被一系列性质稳定的氟原子所包围，这种几乎无间隙的空间屏障式的包围使得任何原子或基团都不能进入它的结构内部去破坏碳主链，因而PVDF表现出极强的化学稳定性和热稳定性，因此偏氟乙烯的聚合物具有一定的结晶性，因为C-F 键短，而且它的键能高达500kJ/mol，所以它的热稳定性非常好，PVDF的热变形温度在112-145℃，结晶熔点为172℃，热分解温度>316℃，在 0.45MPa 负荷的压力下，它的热变形温度则升至150℃，其本身拥有自熄性的特征，聚偏氟乙烯的韧性非常高它最重要的特点之一，它的拉伸强度能高达500kg/cm2 ，它的耐冲击强度和耐磨性能非常卓越，另外，聚偏氟乙烯因为它非常好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性和耐射线辐射性而备受人们的青睐，在波长200-400nm 的紫外线下照射一年，其性能基本保持不变，在室温条件下可以不被酸、碱等强氧化剂和卤素的腐蚀，对如脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定，它只有在很强的极性溶剂例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺（DMAC)和二甲基亚砜等中才会溶解，PVDF不但拥有优良的耐化学性、耐高温性、耐氧化性能等非常优越的性能，还拥有一系列的如压电性、介电性、热电性等特殊性能，是含氟塑料中产量位居第二位的产品[1-6]。正是由于聚偏氟乙烯拥有以上特殊的性能，是别的材料是无法比拟的，因此它被广泛地运用到工业规模生产的各个领域中。近年来，PVDF膜除了应用于微滤和超滤分离过程领域之外，也被非常广泛的应用在膜蒸馏、气体分离、全蒸发、生物医用材料和电化学方面。PVDF最突出的特点是具有极强的疏水性，这样的特性是其他亲水性膜材料所无法比拟的，因而在膜蒸馏过程和膜萃取过程中得到了非常广泛的应用。但是PVDF膜的表面能低，疏水性非常的强，容易造成严重的膜污染，因而限制了其在生物制药、蛋白分离等水相体系的应用。
1.1 聚偏氟乙烯分子式
1.3 聚偏氟乙烯(PVDF)膜研究背景、意义、膜分离技术的应用及发展方向
PVDF主要集中应用在化工、电子电气、氟碳涂料、生物工程、食品工业、医药工业及环境保护等很多方面。PVDF普遍被用作化工装置流体处理系统总体或衬里的管道、管路配件的原料组分，是因为PVDF拥有良好的耐化学性、加工性及抗疲劳性的特点，这是别的材料所不能完全具备的优越性。PVDF被普遍应用于半导体工业上高纯化学品的储存和运送。在锂二次电池中选用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等得到了工业化的生产，这些运用主要是依据PVDF拥有杰出的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，目前该项应用已成为PVDF需求增长最快的市场之一。
以PVDF为原材料制备的氟碳涂料，可以作为户外材料在户外长期使用而无需任何保养，是因为 PVDF树脂具有极强的耐候性，目前此类涂料已经发展到了第吹冰代。这类涂料被普遍运用于机场、高速公路、高层建筑等方面。另外PVDF树脂与其他树脂共混（如ABS树脂）共混得到复合性共混材料，已经普遍应用于颜料、涂层等方面。