丙烯腈雙親接枝共聚物的可控合成及其對聚丙烯腈膜材料的抗污染改性研究.pdf

1、兩親性接枝共聚物是一類性能優(yōu)良的高分子分離膜添加劑，在相轉(zhuǎn)化成膜過程中可實現(xiàn)對膜的原位親水改性。設(shè)計合成新型兩親性接枝共聚物，研究不同兩親性接枝共聚物的表面富集行為及其對膜分離性能的影響規(guī)律，對高性能分離膜的研制具有重要的科學(xué)意義和實用價值。本文報道了一種以聚丙烯腈(PAN)為主鏈的新型兩親性接枝共聚物的合成方法，該方法步驟簡單，適于大量合成；進(jìn)而以該兩親性接枝共聚物作為添加劑，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備了PAN分離膜并研究了其性能。論文

2、主要包括以下內(nèi)容。
　　 首先采用普通自由基共聚合成了丙烯腈(AN)與對氯甲基苯乙烯(CMS)的無規(guī)共聚物(PAN-co-PCMS，PANC)作為原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)大分子引發(fā)劑，然后以氯化亞銅和聯(lián)吡啶作為催化體系，以二甲基亞砜(DMSO)作為溶劑，50℃下引發(fā)甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)的ATRP接枝，制得雙親接枝共聚物(PAN-co-P(CMS-g-PHEMA)，PANCHEMA)。采用傅里葉變換紅外光譜(FT-I

3、R)、核磁共振儀(NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)對所合成共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量等進(jìn)行了表征。聚合動力學(xué)研究表明：大分子引發(fā)劑中CMS含量約為5mol％時，接枝聚合具有較好的可控性。
　　 采用旋涂法制備了PANC及PANCHEMA致密膜。通過原子力顯微鏡(AFM)和水接觸角儀研究了旋涂膜表面形貌和潤濕性。由于接枝共聚物主鏈與側(cè)鏈的化學(xué)性質(zhì)差異較大，旋涂成膜過程中發(fā)生了不同程度的相分離和基團(tuán)聚集，膜表面親水性隨著PHEMA含量

4、的增加而提高。
　　 以PHEMA含量不同的兩種接枝共聚物為添加劑，制備了一系列PAN共混改性分離膜。利用X射線光電子能譜(XPS)、衰減全反射紅外光譜(FT-IR/ATR)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和水接觸角儀表征了膜的表面化學(xué)組成及潤濕性，采用稱重法估算了膜的孔隙率，采用牛血清白蛋白(BSA)研究了膜的抗蛋白吸附能力，最后還對膜進(jìn)行了水通量測試和BSA過濾實驗。從電鏡照片觀察到改性膜除了具有與純PAN分離膜類似的非對稱結(jié)