聚偏氟乙烯改性膜的制备及抗污染性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:willzhang86
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膜污染问题受到愈来愈多的关注,具有抗污染性能的分离膜材料的研制成为热点发展方向。聚偏氟乙烯(PVDF),具有耐高温、耐腐蚀、强度高、耐辐射、韧性好等优良性能,是良好的膜分离材料。但是,PVDF膜的疏水性致使其在分离过程中易吸附污染物,造成膜透过性和截留率下降,限制了PVDF膜的一些工业化应用。因此,本文采用温敏性聚合物N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和两性离子化合物磺基甜菜碱(DMAPS)对PVDF粉末或膜进行改性,制备具有良好的抗蛋白质吸附性能的PVDF改性膜。   首先,对PVDF粉末碱处理,以AIBN为引发剂,通过自由基聚合制备了PVDF-g-PNIPAAm共聚物,并以此为原材料,通过浸没相转化法制备温敏抗污染分离膜。研究了PVDF粉末的碱处理时间、合成反应时间对PVDF-g-PNIPAAm温敏膜的结构及性能,尤其是抗污染性能的影响。结果表明,若增加碱处理时间,PNIPAAm的接枝率会随之增大,成膜时间延长,膜表面的PNIPAAm增加;PNIPAAm的致孔作用加强,膜表面的孔洞结构变化明显,表现出一定的温敏特性,膜的抗污染性能提高。若增加反应合成时间,PNIPAAm的接枝率也是呈逐渐上升的趋势,改变了膜表面的结构,进而影响了膜的透过性、温敏性以及抗蛋白质污染性能。   其次,本课题中还探讨了用两性离子类化合物DMAPS改性PVDF,制备抗污染膜的方法。最终以固含量为10wt%的PVDF膜作为基膜,以NaCl电解质溶液作为溶剂,采用碱处理法在PVDF膜上成功接枝了PDMAPS,并考察了DMAPS单体反应配比对实验结果的影响。实验结果表明,单体反应配比的增加,提高了PDMAPS的接枝率,改善了膜表面的亲水性;由于PDMAPS长链分子接枝到膜表面,使其水通量与未改性PVDF膜相比有所降低;BSA的振荡吸附实验中,两性离子改性膜表现出良好的抗蛋白质吸附性能,PDMAPS含量较高的改性膜,其表面吸附BSA量较低,抗污染性能更好。
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