兩親聚合物改性聚偏氟乙烯膜及其應用的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯（PVDF）膜由于其優(yōu)良的可加工性、化學穩(wěn)定性、孔徑可控和耐熱性能而廣泛地應用于微濾和超濾過程。但由于PVDF膜表面疏水性強，尤其是應用在油水分離、蛋白類水質(zhì)分離等方面時，易產(chǎn)生吸附污染。本文通過相轉(zhuǎn)化法(L-S)制備PVDF平板膜，研究了制膜條件和膜性能的關(guān)系；合成了一種新型的兩親聚合物并用于PVDF膜的改性，研究了改性膜的表面性能和滲透性能。 利用異佛爾酮-二異氰酸酯（IPDI）、聚乙二醇（PEG）、甲基丙烯酸-β

2、-羥乙酯（HEMA）和乙二醇（EG）合成了一種新型的聚氨酯丙烯酸酯大分子單體，并進一步與甲基丙烯酸甲酯（MMA）聚合，制備了一種既含有相對疏水鏈段、又含有相對親水鏈段的兩親聚合物。將兩親聚合物添加到聚偏氟乙烯（PVDF）原材料中通過相轉(zhuǎn)化法制得聚合物超濾膜。通過傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）和核磁共振光譜儀（NMR）表征了大分子單體的結(jié)構(gòu)，用凝膠滲透色譜法（GPC）測定了兩親聚合物的分子量；通過掃描電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡

3、（AFM）觀察了膜表面形貌；用接觸角法測定了膜表面的親水性；用X射線光電子能譜（XPS）分析了膜表面組成；測定了純水的膜滲透通量、對牛血清蛋白（BSA）的截留率和截留分子量（MWCO）等滲透性能。 實驗結(jié)果表明，兩親聚合物的加入能均勻地分散于PVDF相中并提高了PVDF膜表面的孔隙率；AFM和 XPS分析表明相轉(zhuǎn)化過程中兩親聚合物在膜表面發(fā)生了富集； 隨著聚合物中兩親聚合物質(zhì)量分數(shù)從0％變化到15％，純水滲透通量由純PVDF膜的

4、26 L/m2·h提高到122L/m2·h，膜表面水接觸角由79° 降至 62°。 改性膜對蛋白質(zhì)的滲透通量衰減實驗表明，膜的耐污染性得到了提高。通過對濃度為80mg/L～240mg/L含油水的膜分離實驗表明，衰減趨穩(wěn)后，純PVDF膜通量在20 L/m2·h左右，而改性膜通量在50 L/m2·h左右，有了顯著提高。純PVDF膜除油率最高達89.1％，出水中油含量為9.5mg/L，改性膜除油率最高達97.0％，出水中油含量為7.2