聚乙烯醇表面改性石墨烯复合薄膜的制备与表征文献综述

 2022-05-09 23:41:08

  1. 文献综述
    1. 聚乙烯醇薄膜

聚乙烯醇（PVA）是一种白色的粉末状或片状的固体，由醋酸乙烯醇解聚合而制成，分子链上含有大量的羟基，可以彼此交联形成大分子网络结构[1]。聚乙烯醇具有优良的成膜性、粘结力和乳化性，同时对各种气体的透过性最低。

在聚乙烯醇中加入助剂，经特殊工艺加工成薄膜材料。由聚乙烯醇制备的薄膜具有优越的水溶性、阻隔性和环境友好性。因此聚乙烯醇薄膜在阻隔材料、食品包装、建材加工，医疗及造纸等领域都有着广泛的应用[2-3]。

1.1.1 聚乙烯醇薄膜的性能

聚乙烯醇分子链上大量亲水性羟基的存在，使聚乙烯醇具有很强的亲水性。通过在膜上引入亲水性基团可以提高膜表面的亲水性，可以有效阻止膜表面与截留的有机分子之间的非特殊粘合，可以减轻污染物的吸附[4]。

同时，大量羟基的存在也会导致PVA在水中出现溶胀甚至溶解的现象，机械强度、耐热性能和耐水性都变得较差，严重限制了聚乙烯醇的应用。因此，在制备聚乙烯醇时加入增强相可以很好的改善其性能，提高膜材料的机械强度、耐热性、耐水性等。目前可以用于改善聚乙烯醇性能的增强体粒子有TiO2、SiO2、ZnO、Al2O3、Ag、GO[5]等。Yu等[6]以聚乙烯醇为基膜材料，羧基化碳纳米管为添加剂，制备了PVA/c-CNT复合膜，实验结果表明，适量的碳纳米管的加入复合超滤膜的拉伸性能、水通量、截留率均达到最佳，抗污染能力也得到了提高。张克宏等[7]通过水热法制备出 PVA/ MC混和溶液, 制得了高吸水率、高保水率的 PVA/MC 纳米纤维膜。

1.1.2聚乙烯醇薄膜的改性方法

1.1.2.1交联改性

交联改性是PVA改性中最常用的改性手段。PVA中的羟基比较活泼，可以与含羧基、醛基等基团发生化学反应，在分子间形成共价键，形成网络状结构，从而减小PVA薄膜在水中的溶胀度。在交联改性中，常用的交联剂有羧酸及其衍生物、醛类、无机盐类化合物等。交联改性地膜材料主要用于反渗透、超滤油水分离等方面[8]。

赵媛等[9]用柠檬醛和纳米SiO2交联改性PVA薄膜材料，经过对膜性能的表征发现，柠檬醛和纳米SiO2通过化学交联方法可以均匀的填充在PVA膜材料中，能够降低膜材料的水接触角并改变其结构和结晶性能，提高了膜材料的阻水性能。

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