1。1。2 PVDF膜制备
多数PVDF膜都是用相转化法制成的,这种方法适用范围广,可用于制备各种形态的膜。相转化是通过某种控制方式让聚合物实现相转变过程,相态一般为从液态转变成固态,这种固化过程一般是由于一个均相液态转变成两个液态(液一液分层)而引发的。在分层达到一定程度时,其中一个聚合物高浓度的液相固化,产生了固体本体。若需控制膜的形态,即无孔或多孔,可控制相转化的初始阶段。论文网
相转化法包括:蒸发沉淀、热沉淀、蒸汽相沉淀及浸没沉淀。多数相转化膜是利用浸没沉淀制得的[1,2]。
1。2 膜分离
1。2。1 膜分离过程原理:
以选择性透膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电位差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离提纯的目的。通常膜原料侧称为膜上游,透过侧称膜下游。
1。2。2 膜分离技术工艺优点
(1)在常温下进行,有效组分损耗低,尤其适用于热敏性材料,如酶、蛋白的分离与浓缩
(2)保留原风味,无相态变化,能耗极低
(3)物理分离过程,无化学变化,无需化学试剂及添加剂,产物不受污染
(4)选择性好,可在分子级内进行物质分离,该特性普遍滤材无法替代
(5)适应性强,处理规模可大可小,可连续可间歇生产,工艺简单,操作简便,易于自动化
(6)仅需电能驱动,能耗极低,其费用约为冷冻浓缩或冷蒸发浓缩的1/3-1/8
1。2。2 膜分离应用
膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,且高效、节能、环保,在分子级过滤过程简单、易于控制;因此,在中药制剂、生物制剂、临床医学、医药工业、印染废水、食品加工及食品工业废水处理、环境工程等领域得到广泛的应用[3]。膜分离技术带动了经济效益和社会效益的增长,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
1。3 聚偏氟乙烯膜(PVDF)改性
聚偏氟乙烯的改性目前有膜表面改性和膜本体改性[4~8]。膜表面改性是通过在膜表面引入亲水基团来达到增强亲水性目的[9]。膜本体改性是对铸膜液组成进行亲水化处理,主要有共混、接枝等方法,然后通过相转化法制备亲水改性膜。
1。3。1 表面改性
(1)表面涂覆
表面涂覆是在膜表面涂覆一层化学胶体,通过改变膜表面的亲水性、带电性和表面粗糙度等来减轻膜的污染程度,延长其使用寿命。表面涂覆通过涂覆物质和膜之间的物理吸附和交联等作用来完成。在涂覆实例中,在PVDF膜的表面涂覆一层甘油能保持在运输和保存中膜的表面湿润,但是甘油层在操作使用之前就会被水洗掉[10]。
(2)光引发接枝
光引发技术被广泛地使用在聚合物表面改性,尤其是紫外光引发接枝聚合技术,因该过程可在低温下进行,且易测量控制、合成产物纯净[11,12]。
(3)高能辐射源改性
聚合物通过射线、电子束等高能源辐射,在高能的条件下激发聚合物,使其表面生成活性自由基增长点,再向其中加入功能性单体接枝共聚合,形成疏松的功能层,使聚合物亲水性等方面得到改善[13,14]。
1。3。2 本体改性
(1)共混改性
共混改性是指两种聚合物经过物理混合,来弥补使用单一聚合物材料导致的某些缺陷。两聚合物组分间缔合方式为物理方式,故共混聚合物的性能稳定性差。共混改性的优点是方法简单操作。例如以超临界CO2流体为反应介质,通过固相接枝反应合成了具有PEG侧链的聚苯乙烯-马来酸酐(SMA)功能化梳状两亲共聚物(SMA-g-MPEG),并以SMA-g-MPEG为亲水改性材料通过非溶剂诱导相分离法制备PVDF共混复合膜。表面元素分析结果表明SMA-g-MPEG共聚物中的PEG侧链在膜表面形成富集;纯水接触角测定和BSA吸附试验表明膜的亲水性和抗蛋白质污染性能得到显著的提高[15,16]。文献综述