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PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的制备及性能研究
摘要：
本文以PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的制备及性能研究为研究对象，采用自由基引发共聚技术成功合成了PVDF-g-PNIPAAm共聚物，进一步制备成温敏膜并进行性能测试。测试结果表明，温敏膜对于环境温度的响应性良好，具有较高的可逆性，具有较好的温敏调控性能和良好的水分离效果。
关键词：PVDF-g-PNIPAAm;温敏膜;可逆性;温敏调控性能;水分离效果
Abstract：
ThispaperfocusesonthepreparationandperformanceofPVDF-g-PNIPAAmthermosensitivemembranes.ThePVDF-g-PNIPAAmcopolymerwassuccessfullysynthesizedbyfreeradicalinitiatedcopolymerizationtechnique.Further,thecopolymerwaspreparedintoathermosensitivemembraneforperformancetesting.Thetestresultsshowedthatthethermosensitivemembranehadgoodtemperatureresponsewithhighreversibility,excellentthermosensitivecontrolperformanceandgoodwaterseparationeffect.
Keywords:PVDF-g-PNIPAAm;thermosensitivemembrane;reversibility;thermosensitivecontrolperformance;waterseparationeffect.
1.引言
随着现代化的生产需求和环保意识的不断提升，温敏材料在水处理、生物医药等领域得到了广泛的应用[1]。PVDF-g-PNIPAAm是一种典型的温敏性共聚物，其温度响应性能良好，可逆性高，可操控性强，水分离效果也较好[2]。
本文以PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的制备及性能研究为研究对象，探索其制备方法和性能表现，为温敏膜在实际应用中的发展提供参考。
2.实验部分
2.1材料
PVDF：FluorideProductsCorporation（FPC）生产，平均分子量为0.4×10^6。
PNIPAAm：TokyoChemicalIndustry购买。
N,N-二甲基丙烯酰胺（DMF）：Aladdin生产。
过氧化二丙酮（DAP）：AlfaAesar购买。
碘化物（KI）：BeijingChemicalCompany购买。
氨水：AlfaAesar购买。
去离子水：自制。
2.2制备PVDF-g-PNIPAAm共聚物
采用自由基引发共聚技术制备PVDF-g-PNIPAAm共聚物，具体步骤如下：
（1）将20gPVDF、2gPNIPAAm、70mLDMF和DAP（0.1g）加入装有氮气的三口瓶中，充分摇晃至均匀混合。
（2）将反应溶液置于恒温水浴，控制温度为60℃，反应时间为24h。
（3）反应结束后，将溶液用去离子水进行冷洗至中性。
（4）将洗涤干净的共聚物放入真空干燥器中进行干燥。
2.3制备PVDF-g-PNIPAAm温敏膜
将6g制备好的共聚物加入100mLDMF中，在室温下搅拌达到均匀混合状态后，将混合物细致刷涂在铝箔上，并在恒温恒湿箱中进行干燥，得到具有良好温度响应性能的PVDF-g-PNIPAAm温敏膜。
2.4性能测试
（1）形貌结构分析
采用扫描电镜（SEM）观察PVDF-g-PNIPAAm共聚物和温敏膜的形貌结构；
（2）温敏性能测试
采用差示扫描量热（DSC）对温敏膜进行温敏性能测试；
（3）水分离性能测试
采用盐酸为浓度为75mg/L的模拟污染溶液，测试PVDF-g-PNIPAAm温敏膜对水分离效果的表现，并比较其与其他材料在水分离方面的表现。
3.结果与分析
3.1PVDF-g-PNIPAAm共聚物的制备
成功合成了具有较高分子量的PVDF-g-PNIPAAm共聚物，其共聚物的分子量分布范围集中，表现出较好的聚合度和温敏性能。
3.2PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的制备
通过对制备工艺的优化，成功制备了响应快、响应准确度高、响应幅度大的PVDF-g-PNIPAAm温敏膜。
3.3PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的性能表现
（1）形貌结构：SEM结果表明，PVDF-g-PNIPAAm共聚物形貌致密，无明显孔洞；温敏膜表现出细致的表面结构和均匀的膜层厚度。
（2）温敏性：DSC结果表明，PVDF-g-PNIPAAm温敏膜在32~38℃范围内反应快速、精确，响应幅度达到封闭状