PEO-b-PMMA-PVDF共混超濾膜的制備、表征及抗污染性能.pdf

1、針對聚合物超濾膜抗污染性能差的問題，本文提出將兩親性嵌段共聚物引入到聚合物制膜體系中制備共混超濾膜并展開對其抗污染性能的研究。從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度出發(fā)，合成了疏水鏈段長度可調(diào)的系列兩親性嵌段共聚物PEO-b-PMMA。在此基礎(chǔ)上制備出了一系列的PEO-b-PMMA/PVDF共混超濾膜?？疾炝饲抖喂簿畚锏慕M成，含量對共混超濾膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)路線合成了疏水鏈段長度可調(diào)系

2、列
　　PEO-b-PMMA兩親性嵌段共聚物。用核磁共振、紅外、凝膠色譜等手段表征了該兩親性嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)及分子量分布。結(jié)果顯示制備的兩親性嵌段共聚物的分子量分別為6500，13000，20000g/mol，相應(yīng)的PDI分別為1.07，1.23，1.31。透射電鏡及動態(tài)光散射粒徑測試證實了制備的不同分子量嵌段共聚物所形成的膠束直徑隨分子量增大而依次增加。
　　2.將制得的兩親性嵌段共聚物PEO-b-PMMA引入到PVDF制

3、膜體系中，采用非溶劑致相分離方法制備了系列共混超濾膜。對所制備共混超濾膜的純水通量、截留率、接觸角等參數(shù)進行了表征，優(yōu)化了兩親性嵌段共聚物的用量。結(jié)果表明，當(dāng)嵌段共聚物含量為3％時，共混超濾膜的純水通量為130.4 L/m2h，而相應(yīng)的牛血清白蛋白截留率為95.3％，且接觸角隨時間的變化相比于純PVDF膜減小了約6°。利用原子力顯微鏡表征PEO-b-PMMA/PVDF膜上表面的形貌結(jié)構(gòu)和粗糙度，隨著兩親性嵌段共聚物PEO-b-PMMA加

4、入量的增加，PVDF膜表面越來越粗糙。此外，還考察了嵌段共聚物的疏水鏈段長度對共混超濾膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。隨著疏水鏈段的增長，共混超濾膜的純水通量單調(diào)遞增。當(dāng)PEO-b-PMMA分子量為20000 g/mol時，共混超濾膜的純水通量為403.3L/m2h，相應(yīng)的牛血清白蛋白截留率為93.6％，且接觸角隨時間的變化相比于純PVDF膜減小了約9°。
　　3.以牛血清白蛋白和腐殖酸分別為蛋白質(zhì)污染物和天然有機污染物代表，考察了對PEO-

5、b-PMMA/PVDF共混超濾膜的抗污染性能。結(jié)果顯示，兩親性嵌段共聚物PEO-b-PMMA的引入提高了膜的抗污染性能。經(jīng)過牛血清白蛋白和腐殖酸污染后的通量恢復(fù)率分別從58.6％和58.6％提高到87.8％和86.8％。此外，蛋白質(zhì)靜態(tài)吸附實驗表明隨著兩親性嵌段共聚物PEO-b-PMMA加入量的增加使膜的親水性能得到提高，改善了膜的抗污染性能。
　　4.為探究共混超濾膜抗污染性能改善的原因，采用拉曼光譜對共混超濾膜進行了組成成像分