PVDF膜溫敏性修飾及其結(jié)構(gòu)可控性研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)膜因具有良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等被廣泛地應(yīng)用于微濾和超濾分離領(lǐng)域。但是，PVDF膜疏水性極強(qiáng)，易被蛋白質(zhì)污染，限制了其在水處理和蛋白質(zhì)分離領(lǐng)域的應(yīng)用；另一方面，其不具有智能分離性，當(dāng)分離幾種不同分子質(zhì)量的物質(zhì)時(shí)，需要使用不同孔徑的膜分級(jí)過(guò)濾，膜分離過(guò)程的成本高、效率低。為此，本研究分別以PVDF平板膜和中空纖維膜作基膜，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法，在基膜上接枝溫敏性材料聚N-異丙基丙烯酰胺

2、(PNIPAAm)，制備具有溫度響應(yīng)性的PVDF-g-PNIPAAm分離膜，實(shí)現(xiàn)膜分離過(guò)程的智能化以及膜結(jié)構(gòu)和性能的智能化調(diào)控。
　　 首先，用ATRP方法在PVDF平板膜上接枝PNIPAAm溫敏性聚合物，制備了PVDF-g-PNIPAAm溫敏平板膜，研究了投料比、聚合反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)平板膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響。核磁(NMR)、紅外(FT-IR)和X-射線光電子能譜(XPS)分析表明，PNIPAAm成功的接枝到PVDF平板膜上

3、；場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和壓汞儀測(cè)試表明，接枝膜表面的膜孔變小，孔隙率減小，膜截面形態(tài)無(wú)變化；水接觸角實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接枝膜接觸角減小，親水性提高；差示掃描量熱法(DSC)和斷裂拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接枝膜熔融溫度稍有降低，斷裂強(qiáng)度略有增強(qiáng)，伸長(zhǎng)率、斷裂功、斷裂時(shí)間都減??；改件前后PVDF平板膜對(duì)牛血清蛋白的通量實(shí)驗(yàn)表明，改性后的PVDF平板膜抗蛋白質(zhì)污染的性能提高；PVDF-g-PNIPAAm平板膜的水通量提高，通量在32℃有突變，具

4、有溫度響應(yīng)性。
　　 另一方面，用ATRP方法在PVDF中空纖維膜上接枝PNIPAAm溫敏性聚合物，制備了PVDF-g-PNIPAAm溫敏性中空纖維膜，研究了投料比、聚合反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)中空纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響。NMR、FT-IR和XPS分析表明，PNIPAAm成功的接枝到PVDF中空纖維膜上；FESEM和壓汞儀測(cè)試表明，接枝膜表而的膜孔變小，孔隙率減小，膜截面形態(tài)無(wú)變化；水接觸角的實(shí)驗(yàn)表明，接枝膜的接觸角減小，親水性得