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PVDF薄膜功能化改性及应用
PVDF（聚偏氟乙烯）是一种高性能聚合物材料，常用于制造薄膜材料、过滤材料、传感器、储能设备等。PVDF薄膜具有许多优异特性，例如高强度、高温耐性、耐化学腐蚀等，因此广泛应用于电子、医疗、航空等领域。
然而，PVDF薄膜的性能局限在于其本身并不具备特殊的化学活性以及表面能较低等特点。通过功能化改性可以大大提高PVDF薄膜的性能，拓宽其应用范围。
一、功能化改性的目的
PVDF薄膜的功能化改性主要是为了克服其某些性能缺陷，或者在其基础上赋予其新的性能。主要目的有以下三点：
（1）提高力学性能
PVDF薄膜的力学性能是其最重要的性能之一。功能化改性可以通过增加交联剂、改变共聚物比例等方式提高PVDF薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。
（2）改善耐热性、耐化学腐蚀性
PVDF薄膜在高温和化学腐蚀条件下易受到破坏。功能化改性可以通过增加交联剂或添加改性剂等方式提高其耐热性和耐化学腐蚀性。
（3）赋予新的性能
通过功能化改性，可以向PVDF薄膜中引入不同的功能团，例如氨基、酰胺、双缩醛等，从而赋予其新的性能，例如抗菌性、防污性、可接极性等，拓宽了其应用领域。
二、功能化改性的方法
目前，对于PVDF薄膜的功能化改性，主要采用以下方法：
（1）改变PVDF薄膜的物理结构
PVDF薄膜的物理结构主要包括晶态结构和非晶态结构。通过调整晶态结构、改变非晶态结构等方式，可以改变PVDF薄膜的物理性质，如增强力学性能、提高耐热性等。
（2）添加改性剂
目前市场上常见的PVDF改性剂主要包括无机杂化剂和有机改性剂。无机杂化剂可以通过与PVDF薄膜表面的OH基团或向PVDF膜中引入Si-O结构来实现。有机改性剂可以通过加入单元、引入功能基团、改变PVDF分子的链结构等方式改善性能。
（3）化学修饰PVDF薄膜表面
化学修饰PVDF膜表面可以在其表面引入新的官能团，如氨基、羟基、羰基等，从而增强与其他物质的相互作用，改变其表面能和表面结构，从而拓宽其应用领域。
三、应用
PVDF薄膜的功能化改性可以为其应用拓宽领域，特别是在医疗、环保、能源等领域有着广泛的应用。
（1）医疗领域
PVDF薄膜在医疗领域中的应用非常广泛，如在人工心脏瓣膜、血浆分离、人工血管等方面都有重要应用。其中，PVDF膜改性后可用于制备药物控释膜、修饰传感器表面等。
（2）环保领域
PVDF薄膜在环保方面的应用主要体现在水处理、气体净化等领域，如PVDF膜可以用于海水淡化、纯水制备、废水处理等。
（3）能源领域
PVDF薄膜在能源领域中出现的应用形式多种多样，例如用于锂电池、超级电容器、燃料电池等领域，其中PVDF改性后的薄膜可以提高其电化学性能、功率密度、透气性等。
总之，PVDF薄膜的功能化改性可以大大提高其性能和应用广度，加速其在医疗、环保和能源等领域的应用发展。同时，针对不同应用领域，需要设计出合适的功能化改性方式，从而实现更好的性能提升和应用拓宽。