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本论文的主要研究内容为对聚丙烯腈微孔膜的共聚改性以及对聚丙烯微孔膜的表面改性。通过共聚方法将亲水性烯丙基葡糖接枝到聚丙烯腈分子链上,再用浸入沉淀相转化法制备其共聚物微孔膜,得到具有较好的亲水性、高抗污染性、以及具有适宜生物相容性的聚丙烯腈共聚物(PANCAG)分离膜材料。通过表面改性的方法将烯丙基葡糖接枝到聚丙烯微孔膜的表面,极大改善了聚丙烯微孔膜的亲水性和生物相容性。 以干燥的HCl气体为催化剂,通过丙烯醇与无水葡萄糖合成了用于改性的烯丙基葡糖单体。通过红外、核磁等分析对糖的结构进行了表征。 以AIBN为引发剂,烯丙基葡糖与丙烯腈进行溶液聚合。考察了反应时间、引发剂浓度、原料配比、以及溶剂等因素对聚合反应的影响。对合成的聚合物进行了红外、核磁、元素分析和分子量的表征。研究发现最佳聚合条件为:催化剂与单体的配比为1:500(摩尔比),反应时间为6小时,在此条件下最高粘均分子量为7.21万,最高产率为76%,共聚物最高含糖量为23.36wt.%。 通过烯丙基葡糖与丙烯腈的水相沉淀聚合以提高共聚物的分子量、产率以及糖含量。研究了单体配比、引发剂浓度、反应温度、搅拌以及pH值等条件对聚合反应的影响。研究发现,最佳的聚合条件为:反应温度70℃,pH值2.0—3.5,引发剂与单体配比为1:500。将得到的聚合物进行了红外光谱、核磁共振、元素分析以及分子量的测定。通过对比溶液聚合和水相沉淀聚合的结果,发现在相同的单体配比时水相沉淀聚合的产率和聚合物中糖的含量都较高(产率可达89%,含糖量可达42.24wt.%),并且水相沉淀聚合的分子量比溶液聚合的分子量大(粘均分子量最高可为36.32万)。 对上述共聚物/溶剂(DMSO)/非溶剂(水)三元体系进行了相分离行为的研究,为选取合适的制膜液提供理论依据。测定了不同聚合物在不同的温度下的浊点,结果表明此三元体系符合LCP方程。结合浊点测定及浊点线性方程(LCP),得到了共聚物/DMSO/H2O三元体系在不同温度、不同共聚物组成时的相图,发现随着聚合物中糖含量的增加,双节线向聚合物/非溶剂轴靠近。浙江大学博士论文 根据得到的相图,以浸没沉淀相转化法制备了丙烯睛/烯丙基葡糖共聚物分离膜材料,测定了其水通量、BSA吸附性质,并通过扫描电镜观察其微结构。发现聚合物中糖含量增加,膜叭水通量增加;凝固液温度升高,膜的水通量增加;含糖量高的聚合物膜的BSA吸附值低,其抗污染能力增强。由扫描电镜分析发现,所制得的共聚物膜具有非对称结构:为致密的皮层和较疏松的大孔支撑层。 发明了一种简单的等离子体改性工艺:首先把接枝单体涂敷在聚丙烯微孔膜的表面,蒸发溶剂;然后用等离子体辐射接枝,以便通过化学键把接枝单体固定在聚丙烯微孔膜的表面。并用扫描电镜对改性后膜表面结构的变化进行观察,用XPS对改性后膜表面化学基团的变化进行表征。研究了接枝条件对接枝率的影响,发现接枝率随单体浓度以及等离子体处理时间的增加而上升,但当单体浓度或等离子体处理时间增加到一定值后,接枝率反而有所下降。因此得出该实验最佳接枝条件为:接枝单体最佳浓度为0.39/ml,等离子体最佳处理时间为10分钟。 盏通过测定改性后接触角的变化对亲水性改性的效果进行表征,发现接触角随烯丙基葡糖接枝率的增加而大大下降,未改性聚丙烯微孔膜接触角为1 180,改性后可下降到340,说明接枝后膜的亲水性有了极大的改善,并且亲水性可长久保持。对改性后膜的抗污染性能作了研究,发现改性膜对蛋白质吸附的量要大大少于未改性膜;当对蛋白质溶液进行过滤时,未改性膜最大通量损失可达80%,改性膜只下降40%左右,并且改性膜比未改性膜更容易清洗,说明通过接枝烯丙基葡糖对膜的抗污染性能有了较大的改善。