论文部分内容阅读
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种具有优良机械强度、化学稳定性、热稳定性和耐老化性的高聚物,是目前主流的超/微滤膜材料之一。然而,PVDF材料本身表面能低,具有较强的的疏水性,这使得PVDF膜在水介质过滤中容易吸附污染质而发生膜污染,导致过滤通量急剧衰减,且分离特征发生变化。而且,强疏水性也导致膜表面血液相容性不佳,限制了PVDF膜在医用领域的推广应用。因此,对PVDF膜进行表面改性就显得尤为重要。近年来,作者所在课题组在两亲共聚物共混改性聚合物超/微滤膜方面进行了大量的研究工作。本论文的研究工作是在此基础上,设计并合成了一系列以PVDF为疏水链段的两亲共聚物,将其与PVDF共混/相转化制备多孔膜,考察了两亲共聚物对PVDF膜结构及性能的影响。具体的研究内容和主要结论如下：将PVDF聚合物粉体在60Co源下辐照后,分别置于异丙基丙烯酰胺(NIPAAM),丙烯酸(AAc)水溶液中,进行水相悬浮接枝聚合反应,合成了PVDF-g-PNIPAAM和PVDF-g-PAA两亲共聚物。将合成的PVDF-g-PNIPAAM和PVDF-g-PAA两亲共聚物分别与PVDF进行溶液共混,通过浸没沉淀相转化法制备PVDF共混膜。X光电子能谱(XPS)分析表明所添加的两亲共聚物在膜表面富集。扫描电子显微镜(SEM)观察发现PVDF-g-PNIPAAM和PVDF-g-PAA两亲共聚物也具有良好的致孔作用,随着膜中两亲共聚物含量的增大,共混膜的孔径增大、孔隙率提高。水接触角和水通量测试表明,PVDF-g-PNIPAAM和PVDF-g-PAA两亲共聚物的引入明显改善了PVDF膜的亲水性,水通量显著变大,其中PVDF-g-PNIPAAM/PVDF共混膜的水通量显示出典型的温敏特性。采用γ射线辐照PVDF粉体,在水相悬浮体系中引发甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)在PVDF分子链上的接枝共聚,合成了两亲共聚物PVDF-g-PDMAEMA。进一步通过PDMAEMA与1,3-丙磺内酯,2-溴丙酸,3-溴丙酸之间的反应,将PVDF-g-PDMAEMA共聚物中的PDMAEMA转化为含两性离子对的聚合物链段,合成了三种不同的两性离子两亲共聚物。将合成的两亲共聚物与PVDF进行溶液共混,通过浸没沉淀相转化法制备PVDF共混膜。XPS分析表明所添加的两亲共聚物在膜表面有所富集,SEM观察发现三种两性离子共聚物都有一定的致孔作用,但不同的共聚物致孔作用强弱不同。纯水接触角、BSA静态等温吸附试验和血小板吸附试验显示,引入两性离子两亲共聚物,PVDF共混膜的接触角明显下降,最小的初始接触角为57°,其抗BSA吸附和血小板粘附的能力也明显改善。同时,还通过ATRP的方法合成了接枝率较高的PVDF-g-PDMAEMA共聚物,作为PVDF的添加剂,通过浸没沉淀法制备PVDF共混膜。然后利用1,3-丙磺内酯,3-溴丙酸与PDMAEMA的反应,在共混膜的表面接枝两性离子。考察了反应时间对PDMAEMA转化率及共混膜亲水性的影响,发现随着反应时间的延长,PDMAEMA转化率提高,共混膜的接触角明显下降。血小板吸附实验表明PVDF-g-PDMAEMA共混膜经表面两性离子化后,抗蛋白质吸附能力和血液相容性显著提高。