Fe3+/TiO2改性PVDF中空纤维催化膜的制备及表征

通过干-湿相转化法制备Fe3+/TiO2改性聚偏氟乙烯中空纤维膜,研究了不同聚合物浓度、改性溶胶量、致孔剂对中空纤维膜性能的影响,并对改性后PVDF中空纤维膜的微观结构、膜成分和催化活性进行了测试.结果表明:随着聚合物浓度的增大,中空纤维膜的水通量减小,截留率增加;改性溶胶的添加,显著提高了膜的亲水性和孔隙率,但机械性能有所降低;添加无水LiCl形成的孔多为网络状孔;高分子致孔剂有助于成指状孔,且水通量、截留率都有很大改善.Fe3+/TiO2/PVDF膜有较强的催化过氧化氢的能力.     

PVDF中空纤维膜改性研究(2)表面接枝两性离子制备抗污染性电解质响应PVDF中空纤维膜

利用化学引发原子自由基聚合(ATRP)方法,将两性离子3(甲基丙烯酰胺)丙基二甲基(3磺丙)胺(MPDSAH)接枝于聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜外表面,获得具有抗污染性能的电解质响应膜(PVDF-g-polyMPDSAH).随着接枝量的增加,表面改性PVDF膜的亲水性提高,蛋白质吸附量减少.改性PVDF膜的在过滤实验中显示出较好的抗污染性能.PVDF-g-polyMPDSAH膜的蛋白质吸附量随着溶液中NaCl浓度的增加而大幅降低.Na+和Cl-渗入polyMPDSAH支链亦会屏蔽MPDSAH正负偶极的相互作用,导致polyMPDSAH溶胀堵塞膜孔,减小膜的渗透通量.因此,PVDF-g-polyMPDSAH表面与蛋白质的相互作用及其电解质响应性使膜的渗透性得到了智能化地控制.这为两性离子改性PVDF中空纤维膜在蛋白质分离和净化等生物医药领域提供了更广泛的应用前景.     

利用聚合多巴胺及PEG对PVDF中空纤维膜进行表面功能化的研究

通过涂覆多巴胺对PVDF中空纤维膜进行亲水改性,并利用聚合多巴胺(PDOPA)的强附着性进一步进行氨基聚乙二醇(mPEG-NH2)接枝改性,实现微滤膜表面功能化.实验研究了不同反应条件下涂覆和接枝效果,并以乳化油溶液进行过滤对比分析.实验结果表明,经过480min多巴胺涂覆改性,PVDF中空纤维膜亲水性能提高,接触角由原膜的84.9°降低为50.1°,膜表面水滴渗透速度加快;涂覆时间影响膜的纯水通量,30min涂覆时间,纯水通量较原膜提高6.4%;过滤乳化油废水时,改性后的膜通量衰减速率减缓,稳定通量增加,抗污染性能提高.在PDOPA涂覆改性膜基础上进行mPEG-NH2接枝后,亲水性进一步提高,乳化油去除率提高13%.通过多巴胺涂覆与mPEG-NH2接枝,均有效提高了PVDF中空纤维膜在处理乳化油方面的性能.     

聚电解质改性PVDF膜及其抗蛋白质污染研究

为了提高PVDF膜的抗污染性,采用两步表面接枝聚合的方法,利用含有正电荷的季胺单体2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)和带负电荷的羧酸单体2-羧基乙基丙烯酸酯(CAA)对PVDF中空纤维微孔膜的外表面进行亲水改性.通过控制接枝反应条件得到高亲水性、高通量和抗蛋白质污染的改性膜.结果表明,聚电解质改性PVDF膜的纯水通量保持较高水平,达到912 L/[m~2·h·(0.1 MPa)],水接触角在52 s时变为0°,同时具备优异的抗蛋白质污染性能,过滤蛋白质溶液的操作压力上涨率低,膜表面污染物含量少.     

温敏聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备和结构表征

制备了聚偏氟乙烯(PVDF)接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚物(PVDF-g-PNIPAAm),进而采用干-湿法纺丝工艺,首次纺制出温敏PVDF-g-PNIPAAm中空纤维膜.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等对中空纤维膜的结构和形态进行了表征与研...     

低温等离子体接枝改性聚丙烯中空纤维膜及其动电现象

采用丙烯酸和丙烯酰胺为单体,对聚丙烯中空纤维膜表面进行低温等离子体表面处理并引发接枝反应。红外拉曼光谱(FT-IR)分析结果表明,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)分别接枝到膜表面。设计了中空纤维膜流动电位测定装置,测定膜表面的流动电位,根据Hel mholtz-Smoluehowski方程式计算了不同单体接枝情况下聚丙烯膜表面ζ电位以及电荷密度,以表征膜表面改性的程度。结果表明,接枝了丙烯酸和丙烯酰胺的膜表面ζ电位以及电荷密度分别为-16.39mV、11.8×10-6C/m2和-20.44 mV、14.7×10-6C/m2,膜表面的荷电性能改变能够改善膜的表面性能,尤其是对分离带负电的胶体溶液具有重要意义。     

四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯一步接枝丙烯酰胺基甲基丙磺酸膜的研制

利用一步合成法,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)直接接枝到四甲基氢氧化铵(TMAH)改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基质中,制得PVDF-g-AMPS膜。采用傅里叶变换红外光谱和能谱扫描电镜检测膜的结构、形貌及硫的分布,并研究了不同质量分数的TMAH对此膜电导率和甲醇渗透率的影响。结果表明,TMAH改性PVDF脱去HF产生C=C且AMPS成功接枝到PVDF上,硫元素在膜内外分布均匀;膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH含量的增多而增大,TMAH质量分数为20%时,室温下电导率最大为0.0857 S/cm,甲醇渗透率为3.56×10-7cm2/s。热重分析表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达260℃。该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)功率密度达到18.81 m W/cm2。     

PDMS中空纤维渗透汽化膜处理含盐有机废水

本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为膜材料,乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为交联剂,在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维支撑膜表面通过交联反应制备出PDMS/PVDF中空纤维渗透汽化复合膜。采用扫描电子显微镜和全反射傅里叶红外光谱仪表征复合膜的形貌和结构变化。研究了膜对正丁醇-水、异丙醇-水及丙酮-水三种模拟含盐有机废水的分离效果,并考察了温度对膜性能的影响。结果表明:PDMS/PVDF中空纤维膜对这三种模拟含盐有机废水有较好的分离效果,操作温度为40 oC时,膜的渗透通量分别为275.95 g/(m2.h)、322.16 g/(m2.h)、489.76 g/(m2.h),分离因子为37.82、12.60、33.12。     

采用聚合左旋多巴涂覆及MPEG-NH2接枝对PVDF膜亲水改性的研究

通过涂覆3-羟基-L-酪氨酸(左旋多巴,L-DOPA)和再接枝氨基聚乙二醇单甲醚(Methoxypolyethylene glycol amine,MPEG-NH2)的方式对疏水聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行表面亲水改性.在Tris缓冲溶液中,左旋多巴通过氧化反应形成聚合物,粘附在膜表面形成涂覆层,再通过氨基与聚合左旋多巴的共价结合将MPEG-NH2刷状聚合物接枝到PVDF膜表面.实验通过水接触角、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等测试手段,分析和对比膜改性前后的特征和表面形貌,同时考察原膜、涂覆改性膜和接枝改性膜对乳化油的分离效率和抗污染能力.实验结果表明,左旋多巴涂覆和后续MPEG-NH2接枝改性虽然减小了PVDF膜孔径和纯水通量,但能明显提高膜表面的亲水性和过滤效率,并在乳化液分离实验中提高膜的抗污染性能和膜清洗通量恢复率.     

PU/PVDF共混中空纤维膜结构与性能

采用熔体纺丝后拉伸的方法制备了聚氨酯(PU)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混中空纤维膜,研究了拉伸对共混膜形态结构的影响,通过测定水通量随透膜压力的变化讨论了PU/PVDF共混中空纤维膜的压力响应性能,并对不同拉伸倍数所得膜压力响应性能差异进行了研究.结果表明,拉伸过程增大了聚合物间界面微孔的通透性,有效地提高了膜的水通量;且随拉伸倍数的提高,PU/PVDF共混中空纤维膜界面微孔的回复性有所提高.     

聚偏氟乙烯微孔膜一步法亲水化改性研究

采用高能电子束预辐照接枝的方法,研究了液相丙烯酸(AAc)和苯乙烯磺酸钠(SSS)双元混合体系对聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的接枝改性,用一步法直接制备了含有羧酸基团和磺酸基团的强亲水性PVDF微孔膜.考察了辐照剂量、反应时间、反应温度、单体浓度、单体配比以及反应溶液pH值等对接枝率的影响.采用FT-IR、接触角和水通量表征改性前后的膜表面性质和膜性能.结果表明,接枝改性后膜的亲水性增强,接触角随接枝率的增加而降低,水通量随接枝率的增加呈现出先升后降的变化,这主要是由于高接枝率时膜表面和膜孔被接枝链堵塞.     

聚偏氟乙烯膜表面丙烯酸接枝改性研究

采用自由基接枝聚合反应制备了丙烯酸改性的聚偏氟乙烯膜,研究了单体浓度对接枝率的影响,测定了改性后样品的红外光谱、表面接触角、水通量、蛋白吸附等.结果表明,通过自由基接枝聚合,丙烯酸接枝到膜的表面,明显提高膜的亲水性.接枝后膜的水通量也非常明显下降,特别是在高丙烯酸浓度下.改性的膜的通量对溶液的pH值有明确的响应关系,表明接枝链在水中的溶胀对膜的性能有显著的影响.蛋白吸附实验表明,改性后的膜相比未改性膜有较高的吸附量,而且在酸性情况下,膜的吸附量较大,这主要与丙烯酸和蛋白质之间的相互作用有关.     

聚偏氯乙烯超滤膜的辐照接枝改性研究

聚偏氟乙烯超滤膜经Ｃｏ－６０辐照，接枝乙烯基单体，再经磺化，成为磺化聚氟乙烯超滤膜。研究了辐照剂量、接枝时间对接枝率的影响和磺化反应的条件等。试验表明，改性后膜的亲水性和抗污染性增强。此外，还讨论了膜改性的机理。     

均匀设计法优选低温等离子体改性阳离子交换膜耐氯氧化性能

利用离子交换膜构建双膜三室电积生产金属钴是一种新的绿色湿法冶金工艺。目前市场上普通的非均相阳离子交换膜应用于该工艺时易被阳极生产的次氯酸氧化而造成膜性能下降,影响工艺效果,因此提高离子交换膜的耐氯性能是该工艺的核心技术。通过均匀试验设计,对阳离子交换膜进行低温等离子体改性,选用聚偏氟乙烯(PVDF)为接枝溶液,以期在膜表面产生高键能的含氟键官能团保护层,改善离子交换膜的耐氯氧化性能。利用活性氯浸泡法模拟实际应用中的强氧化环境,以氯离子泄漏率为表征指标,利用软件SPSS 23对均匀试验数据进行回归分析,得到实验数据显著性回归方程(R2=0.972);通过对方程系数进行t检验,挑选出影响最为显著的四个因素——等离子体放电电流强度、放电时长、接枝浓度、接枝时长;最后采用反演结合等值线图方法对方程进行寻优,预测得到的优化改性参数为:放电电流6A,放电时长5min,接枝液浓度8%,接枝时长60min。最终的验证试验表明,改性后离子交换膜的氯离子泄漏率较原膜降低了57.56%,膜的耐氯氧化性能大幅提高。     

表面接枝改性对PET薄膜包装特性的影响

以PET薄膜为研究对象,首先运用过硫酸铵水相热分解使其表面羟基化,再在氧化-还原引发剂的存在下,引发丙烯酸单体自由基接枝聚合,在薄膜表面形成对环境湿度敏感的可溶胀的聚丙烯酸水凝胶层.研究结果表明:该表面接枝聚丙烯酸对材料的阻湿性没有显著影响;而干态下由于羧基间的氢键作用,薄膜氧气透过率,羧基接枝浓度的增加而减小;同时,改性后表面粗糙度增加,薄膜的静摩擦系数和动摩擦系数都随着羟基化处理时间的延长、表面[COOH]的增加而增加.     

低温等离子体接枝改性PVDF膜

采用低温等离子体接枝技术改性聚偏氟乙烯膜(PVDF),在PVDF膜表面引入疏水性单体苯乙烯,达到改变膜表面孔径的大小和孔径分布的目的.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对改性前后的PVDF膜表面进行了结构分析,考察了PVDF膜接枝前后官能团的变化.采用示差扫描量热仪(DSC)分析了PVDF改性前后膜的孔径分布,考察了改性条件对膜孔径大小和分布的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测了PVDF膜改性前后表面形貌的变化.研究了接枝温度、接枝时间等接枝条件对PVDF改性膜纯水通量的影响.结果表明,随着照射时间和接枝时间的延长,PVDF改性膜的孔径分布变窄,纯水通量下降,接枝率提高.     

苯磺酸甜菜碱表面改性阳离子交换膜

采用等离子体辉光放电技术,在以聚笨乙烯为基膜的阳离子交换膜表面接枝苯磺酸甜菜碱(SBMA)单体,制备出具有高选择透过性的阳离子交换膜.对改性前后的膜进行扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)及氯离子泄漏率测试,表征膜的改性效果.结果表明:在SBMA浓度为60 g/L,等离子照射强度为0.7 W/cm2,照射时间为7 min,照射气体氛围为氩气的条件下,改性效果最佳.改性膜含有的活性基团明显增多,表面致密均匀,氯离子泄漏率由原膜的14％降低至2％以下.     

苯磺酸甜菜碱表面改性阳离子交换膜

采用等离子体辉光放电技术,在以聚苯乙烯为基膜的阳离子交换膜表面接枝苯磺酸甜菜碱(SBMA)单体,制备出具有高选择透过性的阳离子交换膜。对改性前后的膜进行扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)及氯离子泄漏率测试,表征膜的改性效果。结果表明:在SBMA浓度为60g/L,等离子照射强度为0.7 W/cm2,照射时间为7min,照射气体氛围为氩气的条件下,改性效果最佳。改性膜含有的活性基团明显增多,表面致密均匀,氯离子泄漏率由原膜的14%降低至2%以下。     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜的亲水化改性是当前分离膜研究的热点之一.对PVDF膜近年来在共混改性、表面化学改性、表面接枝改性等方面的研究进行了综述,并针对PVDF分离膜改性领域今后的研究提出建议,指出膜材料共混改性是今后发展的主要方向.     

Bioinert membranes prepared from amphiphilic poly(vinyl chloride)-g-poly(oxyethylene methacrylate) graft copolymers

Poly(vinyl chloride) (PVC) membrane was hydrophilically modified by grafting with poly(oxyethylene methacrylate) (POEM) using atom transfer radical polymerization (ATRP). The successful grafting of PVC main chain by POEM was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The molecular weight and hydrophilicity of membranes increased with the amount of POEM grafting, as characterized by gel permeation chromatography (GPC) and contact angle measurement, respectively. Transmission electron microscope (TEM) and small angle X-ray scattering (SAXS) analysis revealed the microphase-separated structure of PVC-g-POEM and the domain spacing increased from 59.3 to 86.1 nm with increasing grafting degree. Scanning electron microscopy (SEM) was used for the direct visualization of the mouse embryonic fibroblast (MEF) cell and bacteria adhesion on the membrane surface. Protein adsorption and eukaryotic and prokaryotic cell adhesion tests showed that the bioinert properties of membranes were significantly increased with POEM content.