预辐照聚偏氟乙烯粉体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯.pdfVIP

中国核科学技术进展报告(第一卷) 辐射研究与辐射工艺分卷 Progress Report on China Nuclear Science Technology (Vol.1) 2009 年11 月 预辐照聚偏氟乙烯粉体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯 1,2 1,2 1,2 1,2 1 1 1 张 敬 ，马红娟 ，赵素芳 ，蒲长永 ，曹长青 ，姚思德 ，王 敏 (1. 中国科学院上海应用物理研究所，上海 201800 ；2. 中科院研究生院，北京 100049) 摘要：采用60Co-γ 射线预辐照接枝的方法，在聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)粉体上接枝甲基丙烯酸缩 水甘油酯(Glycidyl methacrylate ，GMA) ，制备了含有高活环氧基团的PVDF-g-PGMA 粉体，对接枝粉体进行化学改 性得到了多氨基吸附材料。研究了反应时间、预辐照剂量、单体浓度和反应温度等因素对接枝率的影响规律。实验 结果表明：接枝率随反应时间的延长而增大，5 h 后基本不变；接枝率随辐照剂量的增大逐渐增大；单体浓度较低时 接枝率随着单体浓度增加而增大，单体浓度15%后接枝率减小；在温度高于30 ℃后粉体接枝率增加很快，50 ℃时 接枝率达到最大，温度继续升高接枝率又有所降低。以傅里叶红外光谱(FTIR)和差热扫描量热仪(DSC)研究了接枝物 的组成和热性能，FTIR 测试表明接枝物为PVDF-g-PGMA 共聚物，接枝粉体的熔融温度T 以及熔融焓ΔH 均随接 m f 枝率的增大而降低。用改性后粉体吸附水中的Cu2+初步验证了其吸附能力。 关键词：聚偏氟乙烯粉体；预辐照接枝；甲基丙烯酸缩水甘油酯；四乙烯三胺；金属离子吸附 聚偏氟乙烯(PVDF)是一种线型半结晶含氟聚合物，该材料具有耐高温、韧性好、机械性能良好 和化学性质稳定等优点[1-3] ，但由于它表面能低、疏水性强，导致其应用受到限制，因此对PVDF进 行改性制备功能材料已经成为研究热点[4-6] 。高聚物的预辐照接枝是将聚合物以高能射线辐照，获得 陷落自由基或过氧化物，然后再于适当的条件下引发高分子聚合物自由基与单体发生聚合反应生成 接枝共聚物的过程，具有工艺简单、节省能源、易于控制等优点，是高分子材料改性的一种重要方 法[4, 7-9] 。目前应用预辐照的方法对PVDF进行接枝改性已有很多报道，如Betz等[3-4, 10-11]用电子束预辐 照方法将丙烯酸接枝到PVDF膜表面制备了吸附材料；Mazzei等[12]用γ射线预辐照方法将N-异丙基丙 烯酰胺接枝到PVDF膜表面制备了温敏材料；Hietala等[11, 13-18]用预辐照方法将苯乙烯接到PVDF膜上 后进行磺化制备了离子交换膜。但是关于PVDF粉体预辐照接枝改性的报道却不多。本文采用60Coγ 射线预辐照方法在PVDF粉体上接枝高沸点、低毒性的GMA ，并对接枝粉体进行化学改性，引入对 金属离子有螯合能力的氨基，以期用于吸附去除水体中的重金属离子。用红外光谱和差热分析法对 接枝进行了表征，探讨了温度、单体浓度、时间、辐照剂量等因素对接枝率的影响，并初步探讨了 改性材料对模型重金属离子Cu2+ 的吸附性能。 1 实验 1.1 试剂和仪器 聚偏氟乙烯粉体(PVDF)T2060 ；甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，上海晶纯试剂有限公司，99%； 甲醇、六水合硫酸亚铁胺、三乙烯四胺、冰乙酸，国药试剂有限公司，分析纯；氢氧化钠，、柠檬酸 三钠、氯化钠、氟化钠，国药试剂有限公司，优级纯。 FTIR －ATR 红外光谱仪：NEXUS －670 型美国Thermo Nicolet 公司；差热扫描量热仪：瑞士 METLER TOLEDO公司DSC822型。雷磁PHSJ-5实验室pH计：上海精密科学仪器有限公司；AAS原 子吸收光谱仪，德国Analytik jena AG公司ZEEnit 700型。 基金项目：国家自然科学基金项目 199 1.2 辐照接枝方法 将PVDF粉体放在聚乙烯塑料袋中于