聚偏氟乙烯分離膜的親水改性-資料下載頁
2025-01-08 10:33本頁面
【正文】 氧化作用可使 PVDF 超濾膜脫去分子 鏈中的 15 HF，生成不飽和雙鍵；接著再在酸性還原條件下進(jìn)行親核反應(yīng)，帶上羥基。經(jīng)過親核反應(yīng)，膜表面引入羥基自由基后，可通過氫鍵作用與一些親水性基團(tuán)結(jié)合，從而使膜具備穩(wěn)定的親水性。 另一方面的研究重點(diǎn)是在引入的親水性物質(zhì)上，韓珣等通過化學(xué)接枝反應(yīng)在進(jìn)行預(yù)處理后的 PVDF 膜表面接枝了 2丙烯酰胺 2甲基丙磺酸 (AMPS)。 AMPS 是一種丙烯酰胺系陰離子單體，基體中含有強(qiáng)陰離子性、水溶性的磺酸基，酰胺基團(tuán)易形成氫鍵，雙鍵則易與其它烯類共聚。試驗(yàn)表明，接枝 AMPS 可有效提高PVDF 膜的親水性及耐污染性，改性膜對(duì)溶液的 pH 和離子強(qiáng)度有荷電響應(yīng)，改性后膜的通量隨溶液離子強(qiáng)度的增加而增加。 膜表面輻照接枝改性 輻照接枝聚合反應(yīng)是通過電子束、離子束、 C射線等高能輻射使聚合物分子鏈產(chǎn)生自由基，再接枝親水性單體。但要控制聚合物鏈長的生長或接枝密度，不然會(huì)引起膜孔堵塞，使膜通量下降。研究發(fā)現(xiàn)，鏈轉(zhuǎn)移劑會(huì)終止聚合物分子鏈的生長和自由基的形成，從而控制接枝聚合過程的聚合度，得到較高的接枝密度和較短的鏈長。 李曉等采用 C 射線共輻照方法在 PVDF 膜表面接枝丙烯酸(AAc)，試驗(yàn)表明，在一定的吸收劑量下，接枝率隨 AAc 體積分?jǐn)?shù)的增 大先上升后穩(wěn)定不變；膜表面接觸角下降；改性后親水性提高，但水通量降低。左丹英等通過高能電子束輻照制得膜表面既含有羧酸基團(tuán)也含有磺酸基團(tuán)的親水性 PVDF 膜。將 AAc 和苯乙烯磺酸鈉 (SSS)的混合溶液與輻照后的 PVDF 膜進(jìn)行接枝反 16 應(yīng)。親水性較弱的 AAc 先與帶有自由基的 PVDF 膜反應(yīng)，得到具有一定親水性的接枝聚合物，進(jìn)一步和親水性更強(qiáng)的 SSS 反應(yīng)，最終生成改性膜。測(cè)試表明，接觸角隨接枝率的增加明顯降低，但水通量隨接枝率的增加呈現(xiàn)先升后降的變化，這主要是由于高接枝率時(shí)膜表面和膜孔被接枝鏈堵塞。 劉崎等用 C 射線共輻照 將 N異丙基丙烯酰胺 (NIPAAm)接枝到 PVDF 膜上。由于 NIPAAm 是一種對(duì)熱敏感的聚合物，其臨界溶解溫度在 32e 左右，改性后膜的孔徑會(huì)隨溫度的變化而變化。當(dāng)溫度升到其臨界溶解溫度時(shí)， NIPAAm 接枝鏈發(fā)生了相轉(zhuǎn)變，即溫度增加導(dǎo)致 NIPAAm 分子鏈發(fā)生收縮，使得 PVDF膜的有效孔徑增大。改性后不僅改善了膜表面的親水性，而且還使膜具有溫敏性。 膜表面等離子體改性 等離子體中所富集的活性離子具有較高的能量，能激活物質(zhì)分子，發(fā)生物理或化學(xué)變化。用等離子體對(duì) PVDF 膜進(jìn)行改性能使 PVDF 分子活化，帶有自 由基，再接枝親水性單體以保持永久親水性。 近年來采用等離子體改變 PVDF 膜親水性有過一些報(bào)道，但同時(shí)也出現(xiàn)很多阻礙和困難，如等離子體本身的組成及其對(duì)有機(jī)分子的作用有其復(fù)雜性，經(jīng)等離子處理后膜表面的化學(xué)成分也具復(fù)雜性，不易分析，往往還具有不確定性和時(shí)效性。等離子體沉積聚合物的基團(tuán)結(jié)構(gòu)與其單體結(jié)構(gòu)存在差異，而且沉積膜高度交聯(lián)，不易得到常規(guī)的聚合物結(jié)構(gòu)。在等離子體的處理過程中，一方面要求等離子體有足夠的能量來活化單體或膜表面聚合物的 17 化學(xué)鍵，完成化學(xué)反應(yīng)；另一方面又要求盡量減輕對(duì)膜表面的刻蝕和單體結(jié)構(gòu)的破壞，常規(guī)等 離子體很難解決這一矛盾。 18 總 結(jié) 對(duì) PVDF 進(jìn)行親水化改性具有重要意義。從以上方法的闡述中可以看出，對(duì)基體改性中添加無機(jī)顆粒共混改性的研究明顯增多，具有良好的改性效果，前景樂觀。共聚改性由于 PVDF 良好的化學(xué)穩(wěn)定性，改性處理比較困難。表面改性技術(shù)以化學(xué)改性研究較多，此外還有高能輻照和等離子體改性的研究雖然也有一定的進(jìn)展，但其引發(fā)表面接枝技術(shù)存在過程復(fù)雜、成本高，也容易導(dǎo)致膜截留率變化和膜通量、強(qiáng)度下降等缺點(diǎn)。目前來看不太適合于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。相比之下，共 混改性操作簡便，無需預(yù)處理，成本低且改性徹底，是目前制備 PVDF 親水膜的主要方向。更具有工業(yè)化的可能性。 19 參考文獻(xiàn) 1. 呂立盈 ,李東亮 .聚偏氟乙烯膜的改性研究進(jìn)展 [J].化學(xué)研究 ,2022,18(1):103107 2. 崔會(huì)東 ,呂曉龍 ,韓登鵬 .膜表面孔結(jié)構(gòu)對(duì) PVDF 超濾膜耐污染性能的影響 [J].水處理技術(shù) ,2022,33(8):5053 3. 楊亞楠 ,王鵬 ,鄭慶柱 .改性高分子超濾膜的研究進(jìn)展 [J].離子交換與吸附 ,2022,20(1):8794 4. 李存芝 ,李琳 ,郭祀遠(yuǎn) ,等 .超濾膜改性技術(shù)及其應(yīng) 用 [J].廣東化工 ,2022,(3):6165 5. 楊亞楠 ,王鵬 ,鄭慶柱 .改性高分子超濾膜的研究進(jìn)展 [J].離子交換與吸附 ,2022,20(1): 8794 6. 左丹英 ,劉富 ,朱寶庫 ,等 .聚偏氟乙烯微孔膜一步法親水化改性研究 [J]膜科學(xué)與技術(shù) ,2022,26(3):4145 7. 周軍 ,劉云 ,張宏忠 ,等 .聚偏氟乙烯膜的 Fenton 氧化改性研究[J].化工新型材料 ,2022,26(2):3032
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