至今为止，超疏水膜的改性方法有涂覆法[11]、表面吸附法[12]、溶剂挥发成膜法等。Yan[13]等曾采用涂覆法制出了膜表面接触角为153°的PVDF膜。因此，本次实验尝试采取的涂覆法对PVDF膜进行超疏水改性。

1。1对PVDF膜改性的原理

  Young[14]在对物质表面的亲水、疏水性能的研究过程中得出了在理想表面上（见图1-1），当液滴达到平衡时各相关表面张力和接触角之间的函数关系，即γsv-γSL=γLvCOSθ（杨氏方程），而当θ＞90°时，则为疏水性质。

图1-1。理想平面上液滴达到平衡时受力示意图[14]

  通常情况下，对于固体材料的表面能来说，我们一般很难直接获得数据，往往要借助于Young方程来得到。其主要过程就是选择具有不同表面张力的液滴将其滴在理想表面上，并测得其不同接触角，然后通过上述方程计算得出。一般来说，膜的接触角越大，则代表其表面能越低。膜疏水性能的优异是由膜的表面能来决定的，且有如下规律：表面能越低的材料，其疏水性能越高。通常，这个性能与材料内部的组成无关，往往取决于膜表面的原子及其状态。这就让我们将目标转向具有疏水性的原子及其基团，并使其覆盖于膜的表面，从而达到超疏水的目的。

Girifalco等[16]通过研究得出结论，自然界中的理想表面与水最大接触角必须由具有最低表面能的材料产生。他用十二烷酸组成的单分子膜覆盖在固体表面上从而得到具有最低表面能的膜（图1-2）。发现，该固体表面完全由-CF3覆盖。理论上得出改性后的表面与水的接触角有120°[17]。可见，C-F键的存在，可以使聚合物拥有较好的热稳定性和低的表面能。通过对试剂的筛选，选择了含氟烷基丙烯酸树脂聚合物的溶剂对PVDF进行改性。

图1-2 全氟十二烷酸示意图[14]

就如上述所说，我们通常制备超疏水表面的主要方法都是将低表面能的材料覆盖在粗糙表面上。因此，我们对低表面材料进行了研究。发现诸多物质中表面能最低的材料有硅氧烷和含氟材料。而含氟材料比硅氧烷的表面能更低，因此选择含氟材料作为改性剂。本课题所使用的试剂对织物的处理的主要原理是含氟烷基丙烯酸树脂的侧链含氟基团与膜表面交联，使得氟烷基均匀连续的排列在膜的表面，从而形成保护膜，以达到提高疏水性能的目的。

1。2疏水改性试剂简介

所使用的PVDF膜为实验室自制的聚偏氟乙烯平板膜，以磷酸三乙酯为溶剂，聚乙二醇为添加剂。PVDF是呈白色粉末状结晶性聚合物，且其机械强度高，有良好的稳定性。由PVDF所制得的膜，其孔径大约为23nm左右，孔隙率为81。34%，所测得静态接触角为83。72°。

含氟烷基丙烯酸树脂的聚合物实为具有防水、防油及防污的三防物质，其后简称三防溶液。呈微黄色透明溶液，密度为0。9g/ml，固含量为15%。其可溶于石油系有机溶剂（如D40）、醋酸丁酯、酮、醚等有机溶剂，低粘度、低分子量，配制成固含量5%左右溶液喷涂于皮革表面，有效成分可渗入皮革毛细孔内，降低表面基材的表面能，从而达到憎水、憎油、防污的功效。本实验利用乙酸丁酯（C6H12O2）来作为三防物质的溶剂，乙酸丁酯无色透明有愉快果香气味的液体，对眼鼻具有一定的刺激性，使用时需谨慎，做好防护措施。

1。3 研究内容

本课题以PVDF平板膜为基膜，利用含氟烷基丙烯酸树脂的表面化学结构，用物理方法（即涂覆法）将其与PVDF膜表面交联得到超疏水膜。探究不同处理条件（即不同溶液浓度，不同溶液温度即不同的浸泡时间）对改性膜的影响，选出最合适条件下的超疏水膜并研究三防溶液的改性对PVDF膜的结构、接触角、孔隙率、膜蒸馏以及可行性的影响，以构建更好的膜蒸馏工艺，以求完美的与实践相结合。文献综述