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温敏性聚偏氟乙烯凹凸棒石混合基质超滤膜的温度诱导表面偏析(4)

时间:2024-02-14 20:08来源:毕业论文
1。2。2。1 亲水性高分子 亲水性高分子主要有聚乙烯醇(PEG),聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,它们的主要作用是致孔剂,在相转化过程中通过调节热力学和动

1。2。2。1 亲水性高分子

亲水性高分子主要有聚乙烯醇(PEG),聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,它们的主要作用是致孔剂,在相转化过程中通过调节热力学和动力学参数来调控膜孔径和膜结构等。

李娜娜[17]等利用浸没沉淀相转化法将亲水性高分子PVA与PVDF共混制膜,研究结果表明共混后的超滤膜其接触角大小由原先的90°降低为40°,亲水性能明显提高,纯水通量也增大了6倍左右,抗污染性能得到了改善;然而因为PVA与PVDF的相容性较差,导致共混后的混合基质膜的结构疏松,降低了机械强度。

虽然亲水性高分子能够在一定程度上改善膜的亲水性能,但是在改性过程中会影响膜孔的结构,且共混材料大多易溶于,易从基体中流失,因此亲水性高分子难以获得很好的应用。

1。2。2。2 两亲性高分子

两亲性高分子是含有亲水链和疏水链的高分子聚合物,其亲水链能够给予膜亲水性能和抗污染性能,疏水链使其与膜更好的相容。两亲性高分子具有一定的拓扑结构[18],一方面它能够与膜基体相互作用并固定于膜表面,促进了成膜过程中的稳定性;另一方面,它能够有效改善膜的亲水性能,抑制相转化过程混材料的流失并赋予共混后的膜其他功能;故两亲性高分子改性混合基质膜应用更为广泛。

Mayes[19]等人将含有PEG侧链的两亲性高分子与聚偏氟乙烯共混制膜,并对其进行表征,结果数据显示亲水部分在膜表面有明显的富集行为,且混合基质膜对蛋白质的吸附量明显的减少,由于膜表面具备偏析特征,改善了膜的抗污染性能和亲水性。

1。2。2。3 无机纳米粒子

通过添加无机纳米粒子,如Al2O3、SiO2、ZrO2等,能够制备出既具有无机膜的耐高温性又有高分子聚合物膜的韧性,增强膜的机械化性。

Yan[20]等人将Al2O3分散到PVDF基质中,共混制备出Al2O3-PVDF复合膜,结果发现加入Al2O3后,复合膜的膜孔结构并没有发生变化,且膜的拉伸强度提高了一半左右,明显增强了复合膜的亲水性能和抗污染性能。

1。3 智能膜文献综述

智能膜是受到选择性透过生物膜启迪的功能膜材料[21-23],它能够感知到外界环境细小的物理化学改变来响应外界的刺激,改变膜孔结构和自身表面构象,改变选择性或跨膜渗透性等参数;它主要以物理或化学的方法引进具有环境刺激响应性的高分子到膜孔道内或膜表面,在外界环境的刺激下,该聚合物的自身构象有了改变,膜孔径也会出现相应的变化,导致膜的渗透性能,分离性能随之出现明显变化[24-27]。根据不同的环境刺激源分为光响应性膜,温度响应性膜和pH响应性膜。

1。4 立题意义和研究内容

聚偏氟乙烯(PVDF)是具有优良性能的高分子膜,具备极好的化学稳定性、抗污染性、机械强度等优势。但PVDF的表面能级低,疏水性强,在过滤蛋白溶液时易被吸附而使膜受到污染,出现水通量严重衰减等一系列问题。为此,本课题利用高分子共混改性剂PNIPAAM改性凹凸棒石调控PVDF超滤膜的性能和结构,制备新型抗污染膜。

主要研究内容:将温度敏感性的材料聚N-异丙基丙烯酰胺“锚定”到凹凸棒石上,再将其与PVDF共混,在不同凝固浴温度下制备温敏性混合基质膜,对其进行表征,通过比较纯膜和添加4wt%改性剂的混合基质膜之间的表面红外测试、表面XPS测试、静态接触角、纯水通量、孔径测试、静态吸附量、BSA截留率等参数,考察凝固浴温度诱导表面偏析的特性以及对聚偏氟乙烯膜的亲水性、抗污染性以及分离性能的影响。

温敏性聚偏氟乙烯凹凸棒石混合基质超滤膜的温度诱导表面偏析(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_201721.html
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