單寧酸--超支化聚甘油在分離膜表面的層次構(gòu)建.pdf

1、聚合物分離膜在當(dāng)代膜分離技術(shù)領(lǐng)域中具有非常重要的地位，然而膜污染嚴(yán)重制約了其在水處理、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。探索聚合物分離膜的新型改性方法，對(duì)膜表面進(jìn)行功能化設(shè)計(jì)，構(gòu)建細(xì)胞親和表面與抗凝血、抗污染和抗細(xì)菌粘附表面是解決聚合物分離膜所面臨的各種問題的關(guān)鍵。基于植物多酚單寧酸的優(yōu)異性能，本論文在深入研究單寧酸沉積行為的基礎(chǔ)上，分別通過表面二次修飾構(gòu)建具有抗污染、抗微生物粘附且生物相容性良好的功能表面，為疏水性聚合物分離膜的表面修飾提供新的可

2、能途徑。
　　基于單寧酸非特異性沉積的特點(diǎn)，用簡單的浸涂法對(duì)疏水聚合物膜進(jìn)行親水化改性，通過改變浸涂時(shí)間等條件達(dá)到可控親水化改性的目的，為溫和條件下的聚合物膜改性開辟了一條操作簡易、通用性強(qiáng)的有效途徑。結(jié)果顯示，隨著浸涂時(shí)間的增加，改性PVDF膜表面粗糙度增大，電負(fù)性增加，符合連續(xù)非特異性沉積的特點(diǎn);接觸角逐漸減小，表面能增加，親水性改善明顯。但單寧酸的過量引入使得膜孔徑和孔隙率減小，在連續(xù)恒定通量的滲透過程中，會(huì)造成料液通過膜孔

3、時(shí)的局部滲透通量增加，傳質(zhì)阻力增大。以油水乳液為污染物，設(shè)計(jì)通量階梯式增長實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)跨膜壓力與滲透通量之間的關(guān)系，探究PVDF膜長時(shí)間運(yùn)行過程中的污染狀況。結(jié)果顯示，表面親水化改性與膜滲透性能之間存在著平衡與競爭，而臨界通量的確定以及特定臨界通量下膜長期運(yùn)行狀況的監(jiān)測進(jìn)一步解決了工業(yè)實(shí)際應(yīng)用過程中污染狀況難以控制所導(dǎo)致運(yùn)營成本增加的問題。
　　超支化聚甘油(HPG)是一種單體單元與聚乙二醇類似，周圍含有大量羥基的聚醚。利用單寧酸作

4、為二次功能化反應(yīng)平臺(tái)，將末端帶有單氨基的超支化聚甘油（NH2-HPG）固定在膜表面，構(gòu)建抗蛋白污染、抗微生物粘附的親水表面。由于單一官能末端的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，NH2-HPG在膜表面為單分子層分布，呈特定的傘型結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)方法改性膜接枝鏈長與接枝密度不明確的問題。研究顯示，NH2-HPG固定的PVDF膜滲透性能優(yōu)異，親水性和潤濕性改善明顯。基于NH2-HPG優(yōu)異的生物相容性，改性膜與細(xì)胞具有很好的親和能力。通過響應(yīng)面法，對(duì)NH2-HPG接枝