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聚偏氟乙烯(PVDF)膜的研究

来源: 发布时间:2021-06-08 15:55:18
  聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料
  
  膜分离技术作为一种集浓缩和分离于一体的高效无污染净化技术,具有操作简单、维护方便、能耗低、适应性强等特点,已广泛应用于化工、电子、食品、医疗和环境保护等领域。膜材料的化学性质和膜结构决定了分离效果,聚偏氟乙烯(PVDF)是一种新兴的、综合性能优良的膜材料,机械强度高,耐酸碱等苛刻环境条件和化学稳定性好,具有突出的介电性、生物相容性、耐热性、高分离精度和高效率的特点,在膜分离领域具有广阔的应用前景。
  
  PVDF树脂是20世纪70年代发展起来具有优良综合性能的新材料,年增长速率10%以上,产量约占全部含氟塑料总量的14%左右。它的重要性在含氟高分子材料中位居第2位,全球年产超过4.3 万吨。 PVDF结晶度 60%~80%,氟含量59%,密度1.75~1.78 g·cm-3,玻璃化温度-92℃,脆化温度-62℃以下,结晶熔点约 170℃,热分解温度在316℃以上,力学性能优良,具有良好的耐冲击性、耐磨性和耐切割性能。此外,还具有压电性、介电性和热电性等特殊性能。PVDF的化学稳定性良好,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀,对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶 剂很稳定,在盐酸、硝酸、硫酸和稀、浓碱液(质量分 数40%)中以及高达100℃温度下,其性能基本不变。PVDF具有优异的抗y射线、紫外线辐射和耐老化性能,其薄膜长期置于室外不变脆,不龟裂。PVDF最突出的特点是具有极强的疏水性,可使它成为膜蒸馏和膜吸收等分离过程的理想材料。
  
  PVDF膜的特性如下:
  
  ◇ 声学性能
  
  一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对于有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
  
  ◇ 保温性能
  
  单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。同其他材料的建筑一样,膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如:内部加挂保温层,运用空调采暖设备等。
  
  ◇ 防火性能
  
  如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
  
  ◇ 力学性能
  
  PVDF是半透明的聚合物,氟含量59%,抗冲击强度高,耐磨耗、耐蠕变,韧性好,是氟塑料中最强韧的。
  
  ◇ 光学性能
  
  膜材料可滤除大部分紫外线,防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达25%,透射光在结构内部产生均匀的漫射光,无阴影,无眩光,具有良好的显色性,夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下,膜结构表面发出自然柔和的光辉,令人陶醉。
  
  ◇ 自洁性能
  
  PVDF自洁涂层和PVC底层之间的粘接强度以及成品膜加工焊接的可靠性,在PVDF自洁层和PVC底层之间增加一层过度层——Primer涂层。它不仅解决PVC膜材自洁性差、塑性剂容易外移至材料表面粘住空气、雨水中的脏物不易清洗的问题,还能大大提高耐用性。
  
  PVDF膜的实用特性:
  
  ◇艺术性
  
  充分发挥建筑师的想象力,又体现结构构件清晰受力之美。多变的支撑结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化,新颖美观,同时体现结构之美,且色彩丰富,可创造更自由的建筑形体和更丰富的建筑语言。
  
  ◇工期短
  
  膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,可减少现场施工时间,避免出现施工交叉,相对传统建筑工程工期较短。
  
  ◇大跨度
  
  膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。
  
  ◇经济性
  
  由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的1/30,这就降低了墙体和基础的造价。同时膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的“建筑可识性”和商业效应,其价格效益比更高。
  
  ◇耐久性
  
  膜材的耐久性不仅与其布基所用材料本身的性质有关,而且不同的涂层种类,对布基的保护程度各不相同,也影响着膜材的使用寿命。膜材老化的主要因素有:紫外线照射下,聚合物自身的化学不稳定;从膜的边缘或划伤处由于毛细虹吸水存在微生物的滋生而引起的发霉变质导致材料性质的退化。一般来说,玻璃纤维之耐久性高过于一般聚酯纤维之膜材,因此耐用年限可达15~20年.
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