抗污染聚偏氟乙烯微濾膜的制備及其性能研究.pdf

1、本文以聚偏氟乙烯(PVDF)為膜材料,采用不同的制膜方法制備了抗污染微濾膜。PVDF以其優(yōu)良的抗氧化性能、孔隙率易于控制以及好的熱性能和機(jī)械性能被廣泛用于多孔膜的制備,但其成膜后的機(jī)械強(qiáng)度受制膜方法影響明顯,且其疏水性強(qiáng),使用過程中容易產(chǎn)生膜污染。因此,開發(fā)新的制膜方法,制備抗污染、高機(jī)械強(qiáng)度PVDF膜很有必要。共混法是以不同聚合物間性質(zhì)的互補(bǔ)性與協(xié)同效應(yīng)來改善膜材料的性質(zhì),調(diào)節(jié)膜的結(jié)構(gòu)和性能。為了提高PVDF微濾膜的抗污染性能,選用醋

2、酸纖維素(CA)作為添加劑,非溶劑誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化法制膜。掃描電子顯微鏡(SEM)表征結(jié)果顯示改性膜具有典型的非對稱結(jié)構(gòu)；CA加入量由0增加至10wt％時(shí),靜態(tài)水接觸角由98±2°降到72.6±3°、含水率由63％提高至79％、靜態(tài)蛋白質(zhì)吸附量由35.2μg／cm2降低到0,表明改性膜表面的親水性及抗蛋白質(zhì)吸附能力顯著增強(qiáng)；X射線光電子能譜(XPS)的表征結(jié)果表明CA鏈段在PVDF膜表面有明顯富集,這是由于成膜過程中需要的低界面自由能促使表面

3、偏析的發(fā)生。F1s結(jié)合能由687.8偏移到687.0 eV,表明PVDF與添加劑CA問存在相互作用。在蛋白質(zhì)的分離純化方面,所制備的PVDF微濾膜的通量恢復(fù)率均達(dá)到90％以上。
　　 本研究針對非溶劑誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化法制備的PVDF微濾膜機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn),采用一種簡單的冷凍法制備了具有高通量和高機(jī)械強(qiáng)度的PVDF微濾膜。選用二甲基亞砜做溶劑,鑄膜液的固化在冰箱的冷凍層(-10℃)進(jìn)行。SEM表征顯示有完整的。PVDF球晶出現(xiàn),且隨著P

4、VDF在鑄膜液中濃度增大至30、40 wt％,球晶堆積得更緊密,孔隙率由70.7％降低到40.5％,操作壓力50 kPa下純水通量由1110降低到176 L／m2h,膜的楊氏彈性模量提高到120 MPa。冷凍法制備的PVDF微濾膜在微濾、鋰離子電池和細(xì)胞培養(yǎng)等方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。選用CA做添加劑,采用冷凍.相轉(zhuǎn)化復(fù)合法制備了冷凍不同時(shí)間的PVDF微濾膜。XPS分析表明冷凍時(shí)間為10 min的改性膜表面的CA覆蓋度高達(dá)43.4％,賦予