紫外接枝改性PP中空多孔膜表面亲水性研究

采用紫外辐照接枝方法,以二苯甲酮(BP)为光敏剂,丙烯酸为单体,对聚丙烯(PP)中空多孔膜表面进行接枝聚合改性。研究了辐照时间、光敏剂浓度、单体体积分数和接枝时间对膜表面接枝率的影响,并以红外、扫描电镜、水通量等表征测试方法,观察了改性前后多孔膜的表面结构及亲水性效果。结果表明,在紫外光照射时间25 min,光敏剂浓度4×10~(-3)mol/L,丙烯酸体积分数35%,反应时间6 h的反应条件下,PP膜水通量最佳,亲水性得到明显改善。     

UHMWPE/EVA中空纤维膜的制备及性能研究

通过在超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝液中添加不同含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),采用热致相分离法制备了UHMWPE/EVA中空纤维膜,实现对UHMWPE中空纤维膜的亲水改性,并通过扫描电子显微镜、接触角测量仪、差示扫描量热仪、万能材料试验机等对中空纤维膜的结构与性能进行了表征,采用自制UHMWPE/EVA中空纤维膜过滤装置对中空纤维膜的过滤性能及防污性能进行了评价。结果表明:随着EVA含量的增加,UHMWPE/EVA中空纤维膜的断面结构变得致密,熔点及结晶度下降,接触角减小,亲水性提高,但其拉伸强度有所下降;随着EVA含量的增加,UHMWPE/EVA中空纤维膜的孔隙率增大,但随着EVA添加质量分数(相对UHMWPE质量)进一步增大到20%,孔隙率则随之下降;当加入EVA质量分数(相对UHMWPE质量)15%时,UHMWPE/EVA中空纤维膜的纯水通量和截留率以及水通量回复率均达到最大值,即其纯水通量为435.77 L/m~2·h,对牛血清蛋白及碳素墨水的截留率分别为68.5%和93.95%,水通量回复率达94.66%;UHMWPE/EVA中空纤维膜中,EVA的最佳添加量其质量分数(相对UHMWPE质量)为15%。     

共混制备抗菌聚醚砜中空纤维超滤膜及其表征

辣素衍生物N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺HMBA和乙烯基单体(丙烯酸乙酯和丙烯酰胺)通过溶液聚合方法合成的共聚物HAE,将这种共聚物做为抗菌材料与聚醚砜共混均匀形成铸膜液,通过干-湿相转化法制备改性中空纤维超滤膜。铸膜液中共聚物的质量分数为0~3%,通过傅里叶红外全反射FTIR-AIR、水静态接触角(CA)、扫描电子显微镜(SEM)、错流过滤评价仪、抗菌实验、长期抗耐污染性实验对纤维膜进行表征及分析。结果表明,共混改性之后中空纤维超滤膜表面含有亲水基团,膜表面的接触角显著降低;当HAE在铸膜液中的质量分数为1%时,膜的纯水通量能达到193.7 L/(m2·h),膜对牛血清蛋白的截留率为95%,相对基膜分别提高90.5%和5.5%,通过去离子水清洗之后膜的通量恢复率能达到90.82%;抗菌性随着共聚物含量的增加而增强,当HAE的质量分数为3%时,超滤膜的抗菌率达到90%。由长期的耐污染测试发现改性膜对微生物具有很好的抵抗能力。     

丙烯酸接枝聚酰胺/聚醚酰亚胺复合纳滤膜的制备

为了提高复合纳滤膜的抗污染性能,采用紫外光照接枝法将丙烯酸接枝到聚酰胺/聚醚酰亚胺(PA/PEI)复合纳滤膜的皮层上,通过引入羧基基团来增加膜表面的亲水性。考察了丙烯酸单体质量分数、辐照时间对表面接枝率和膜分离性能的影响,并对优选的膜进行了抗污染性能测试。结果表明:丙烯酸质量分数与紫外辐照时间对膜分离性能的影响规律相同,膜通量随质量分数的增加与辐照时间的延长呈现先增加后减小的趋势,而截留率则保持基本不变,当丙烯酸质量分数2%,辐照时间2 min时,膜的通量达到13.12 L/(m2·h),较接枝前的11.94 L/(m2·h)略高;在含有1 g/L牛血清蛋白(BSA)的溶液中,接枝后的膜通量下降明显低于接枝前的膜。研究表明丙烯酸接枝可以有效改善膜表面亲水性,从而有利于提高膜的抗污染性能。     

聚四氟乙烯中空纤维膜的多巴胺自聚表面改性及性能研究

通过多巴胺的自聚附着行为,对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜进行亲水改性。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和接触角(CA)对膜改性前后的表面形貌、化学组成和亲水性进行了表征。研究了改性条件对膜纯水通量的影响,并以牛血清蛋白(BSA)溶液为污染物考察了改性前后膜的抗污染性能。结果表明,多巴胺被成功引入PTFE膜表面,改性12 h时膜表面的F元素含量降低2.14%,O元素含量增加3.06%。膜的亲水性得到显著改善,水接触角由改性前的110°降低至改性后的80°。改性8 h时,纯水通量达原膜通量的1.5倍。改性前后膜孔径变化不大,但改性后的PTFE膜具有更好的抗污染性能,清水清洗后的通量恢复率在90%以上。     

聚N-异丙基丙烯酰胺接枝核孔膜微观结构及温敏响应特性

采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚碳酸酯核孔（PCTE）膜上成功地接枝了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）,采用X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、接触角测量仪和水通量实验,系统地研究了PNIPAM-g-PCTE膜的化学成分、微观结构和温敏特性,以期为环境感应型开关膜的设计和制备提供指导.结果表明,PNIPAM被均匀地接枝在PCTE膜表面和膜孔中;当填孔率F<44.2%时,PNIPAM-g-PCTE膜的膜孔由于孔内接枝物的体积变化而表现出温敏开关特性,并且膜孔径随着F的增大而减小;当F>44.2%以后,水溶液中膜的膜孔被溶胀的PNIPAM接枝链堵塞,此时PNIPAM-g-PCTE膜不再具有温度开关特性;40 ℃时膜孔被完全堵塞的临界填孔率范围在30%～40%之间;随着温度从25 ℃增加到40 ℃,PNIPAM-g-PCTE膜表面的接触角也从58.5°增加到87.9°;PNIPAM-g-PCTE膜水通量的温敏开关特性主要取决于膜孔径的变化,而不是膜表面亲水性的改变.     

表面紫外接枝辣素衍生物制备抗菌性聚砜超滤膜

以二苯甲酮(BP)为紫外接枝引发剂,将辣素衍生物N-(2,3,4-三甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(TMBA)和丙烯酸(AA)接枝在聚砜基膜表面上以提高膜的抗菌性和耐污染性。在先前研究的基础上,试验固定接枝时间为15 min,TMBA和AA的质量分数分别为1%和2%,溶剂为乙醇,通过表面接触角测定仪、全反射红外光谱、扫描电镜、水通量和截留率、耐污染性、抗菌性测试等方法来表征膜改性前后的结构和性能变化,研究引发剂BP含量对膜表面结构性能的影响。结果表明,改性后聚砜超滤膜的截留率、耐污染性等都得到很好的改善,尤其是改性膜的抗菌性得到了明显提高;当BP的质量分数为0.2%时,抑菌率达到95%左右,通量恢复率由基膜的25%提高到80%,可以证明改性后的聚砜膜具有了良好的抗菌性和耐污染性。     

PMIA/PDAPs复合超滤膜的制备与性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为制膜原料,以氧化自聚合法制备的聚多巴胺纳米粒子(PDAPs)作为改性剂添加到PMIA铸膜液中,通过相分离法制备PMIA/PDAPs复合超滤膜,研究了PDAPs含量对复合膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明:PDAPs粒径集中分布在380～410 nm,当PDAPs质量分数小于等于0.2%时,PDAPs在PMIA基体中的分散性较好,并且在清洗后依然保留在膜体中;随着PDAPs含量的增加,复合膜的水接触角先下降后升高,水通量先升高后下降,牛血清蛋白(BSA)截留率下降,可逆通量恢复率则不断提高;与纯PMIA膜相比,当PDAPs质量分数为0.2%时,复合膜的水接触角下降了11%,水通量由原来的337.4 L/(m~2·h)提高到410.4 L/(m~2·h),对BSA蛋白质分子的截留率由87%降低至83%,可逆通量恢复率由72.9%提高到84.7%,复合膜表现出良好的亲水性和抗污性能。     

GMA光接枝改性涤纶织物的微观结构与性能（英文）

基于紫外线照射引发技术,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)光接枝共聚到涤纶针织物和机织物表面,并对两种接枝织物的微观结构与水润湿性进行表征。结果表明:随着单体GMA含量的增加,接枝率增加,随着光敏剂、交联剂含量增加及光照时间的延长,接枝率呈现先增加后降低的趋势;针织物的扁平和变形纤维及织物表面的毛羽效果有利于GMA的吸附和接枝聚合,而机织物的圆形、刚性纤维及紧密堆积结构不利于GMA的吸附和接枝聚合;GMA质量分数为36%时,涤纶针织物的接枝率达83.7%,接枝后针织物的水接触角从125.3°降至77.2°;涤纶织物的纤维形态和纱线的结构决定单体的吸附和接枝效果。     

PP膜表面等离子体活化接枝改性

采用Ar–O_2等离子体技术,以聚丙烯(PP)为基膜,用二乙烯三胺(DETA)作为改性剂,对PP膜进行表面活化接枝改性。利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、水接触角测量仪、扫描电子显微镜表征改性前后PP膜表面的官能团变化、亲水性、形貌以及时效性。结果表明,与未改性PP膜FTIR图谱相比,改性PP膜表面存在—NH_2官能团,表明DETA分子成功接枝到PP膜上;当活化时间、接枝溶液体积分数、温度、时间分别为5 min,70%,60℃,3 min时,改性PP膜表面接触角达到最小,仅为34°;放置30 d后,接触角仍保持34°,表现出良好的亲水性和时效性。     

丙烯酸接枝PVDF超滤膜亲水改性研究

采用自由基聚合方法将丙烯酸接枝到经过消去反应形成一定C=C含量的PVDF中空纤维超滤膜表面,改善了膜表面的亲水性。依据超滤膜的孔径结构要求,调控丙烯酸接枝链的长度。通过XPS、SEM和水通量实验分析效果表明,丙烯酸接枝改性PVDF中空纤维超滤膜表面引入了-COOH和-OH亲水基团,膜表面和孔壁形成的亲水层没有改变膜表面的孔径尺寸,水通量比改性前提高了280%以上。     

TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜的制备与性能表征

采用非溶剂致相分离法制备TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜,利用傅里叶红外吸收光谱技术、扫描电镜表征了膜的化学组成及微观形态,考察了添加纳米TiO_2粒子对PVDF膜的纯水通量、截留率、机械强度、孔隙率及亲水性等性能的影响。结果表明,与未添加纳米TiO_2粒子的膜相比,其微观结构、亲水性及膜性能均有显著提高;纳米TiO_2粒子的添加有效改善了膜的亲水性及机械强度,但过量添加会造成团聚,从而影响膜的分离性能。纳米TiO_2粒子的质量分数为1%时制得的膜综合性能为优,纯水通量达到了524.3 L/(m2·h),BSA截留率达到了96.3%,拉伸强度为2.69 MPa,断裂伸长率为182%,表面纯水接触角为65.4°,孔隙率为77.9%。     

聚电解质静电沉积改性制备高性能反渗透膜

利用次氯酸钠溶液对商品反渗透膜表面进行氯化处理,然后将聚阳离子电解质壳聚糖通过静电吸附作用沉积在RO膜的表面,系统地研究了氯化过程的p H、氯化时间、次氯酸钠浓度、壳聚糖浓度及其沉积时间对膜性能的影响,以制备出高通量、高截留率的RO膜。在压力1.55 MPa、原料液温度(298±1)K的条件下,测定RO膜处理2000μg·g-1氯化钠溶液的水通量和截留率。结果表明,当p H=9、氯化时间为30 min、次氯酸钠浓度为1000mg·L-1时,水通量较原膜提高了约19.89%,截留率略有提高;当壳聚糖浓度为0.1%(质量分数)、沉积时间为30 min时,改性膜的接触角降低到34.88°,亲水性提高,水通量较氯化后的RO膜几乎保持不变,为60.55 L·m-2·h-1,截留率达到了99.56%。经过氯化和沉积改性后的RO膜水通量和截留率均得到了提高。     

凝固浴组成对SMA/CPVC共混超滤膜的结构与性能影响

通过非溶剂致相分离（NIPS）法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）/氯化聚氯乙烯（CPVC）共混超滤膜,探讨了凝固浴中不同溶剂（DMAc）含量对其超滤膜表面酸酐基团偏析程度、微观结构、亲水性、水通量、截留率和抗污染的影响。结果表明：凝固浴中溶剂含量的增加抑制了酸酐基团向膜表面的偏析,导致亲水性减弱;同时,铸膜液中溶剂与水分子之间扩散速率的变小引起延迟分相,使得膜表面孔径变小和分布变窄。当溶剂质量分数为3%时,超滤膜对牛血清白蛋白（BSA）截留率提升至98.10%、通量恢复率为96.82%,且不可逆污染率降为3.77%,表明凝固浴中适量的溶剂可进一步提高超滤膜抗污染性能。     

表面光接枝法改善LDPE膜的防雾滴性

讨论了低密度聚乙烯 (LDPE)膜的防雾滴机理及方法 ,研究了空气气氛中 ,光接枝丙烯酸 (AA)的LDPE膜接触角与接枝时间的关系 ,及接枝膜的防雾滴性能。研究发现 ,空气气氛中随接枝时间的延长 ,LDPE膜的有效接枝率增加 ,膜对水的接触角下降。光辐射 3min时 ,LDPE膜的有效接枝率达 12 .1%;膜对水的接触角为 19.3° ,亲水性显著增加。与添加防雾滴剂方法相比 ,由于亲水性单体化学接枝于LDPE膜表面 ,膜的防雾滴有效期长。     

高密度聚乙烯表面光接枝丙烯酸行为研究

研究了以二苯甲酮为光敏剂时,紫外光辐照时间、温度、丙烯酸(AA)单体浓度、预覆液中光敏剂浓度等因素对高密度聚乙烯(HDPE)接枝率和接枝效率的影响,以及接枝HDPE膜的接触角与接枝率的关系。随辐照时间延长,HDPE的接枝率增加,4min时的接枝率为15％,膜表面对水的接触角由来接枝时的83°降到36°;随接枝时间的进一步延长,接枝率不断增加,但接触角变化不大。升高温度、增加单体浓度,可以促进接枝反应的进行,使接枝率增加。预覆液中光敏剂浓度也影响HDPE的接枝率和接枝效率。红外光谱(IR)结果表明,HDPE膜表面已接枝了PAA。差热分析(DSC)结果表明,接枝破坏了HDPE的结构规整性,影响其结晶度。     

界面聚合法制备MABR中空纤维膜

利用界面聚合法制备了用于无泡曝气膜生物反应器(MABR)废水处理的聚苯胺 聚偏氟乙烯中空纤维复合膜,考察了普通聚合、掺杂和脱掺杂3种制备条件下得到的中空纤维膜的表面性能。测定了中空纤维膜的气体通量、膜丝表面亲水性,并观察了膜丝表面粗糙度的变化。结果表明,与初始聚偏氟乙烯中空纤维膜相比,复合中空纤维膜的表面亲水性得到显著改善,特别是掺杂后膜的接触角由原先的89°下降到73°;脱掺杂后复合中空纤维膜的气体通量大于掺杂改性膜,但是小于原膜丝;脱掺杂后复合中空纤维膜的表面粗糙度较初始膜有较大提高。挂膜试验中,脱掺杂后的复合中空纤维膜表现出了优异的生物挂膜性能,是一种具有潜在应用价值的MABR中空纤维膜。     

低温氨等离子体改性聚醚砜超滤膜气相接枝丙烯酸

采用低温氨等离子体处理和气相接枝丙烯酸对聚醚砜(PES)膜进行表面改性,以提高超滤膜亲水性和抗污染能力。考察了改性膜物理及化学特性变化,并研究了改性膜的通量及截留率特性。结果表明,改性膜表面接枝有亲水基团,水接触角由原始的67°降低至9°,亲水性能明显提高;纯水通量、牛血清蛋白通量和截留率均大于原始膜。     

1种三嵌段聚合物作界面改性剂的中空纤维膜研究

采用1种具有三嵌段结构的有机聚合物作为添加剂(AP)与聚偏氟乙烯(PVDF)通过共混制备同时具有亲水性能和疏油性能的新型中空纤维膜,考察了PVDF与AP的比例对膜的微结构及性能的影响,并测试了其用于油水分离特性。结果表明,AP不仅有利于膜内部海绵状结构的形成,并能有效地改变膜的孔径和表面性能。随着AP的量的增加,中空纤维膜表现出更好的亲水性和疏油性,膜的孔径和水通量也随之增加。分离油水时通量衰减率低,简单的物理清洗就能基本恢复到其初始通量的优势,在进水TOC的质量浓度为310~340 mg/L时,膜过滤对油分的截留率在98%以上。这种新型中空纤维膜在抗有机污染及用于油水分离方面具有应用前景。     

聚电解质静电沉积改性制备高性能反渗透膜

利用次氯酸钠溶液对商品反渗透膜表面进行氯化处理,然后将聚阳离子电解质壳聚糖通过静电吸附作用沉积在RO膜的表面,系统地研究了氯化过程的pH、氯化时间、次氯酸钠浓度、壳聚糖浓度及其沉积时间对膜性能的影响,以制备出高通量、高截留率的RO膜。在压力1.55 MPa、原料液温度（298±1）K的条件下,测定RO膜处理2000 μg·g^-1氯化钠溶液的水通量和截留率。结果表明,当pH=9、氯化时间为30 min、次氯酸钠浓度为1000 mg·L^-1时,水通量较原膜提高了约19.89%,截留率略有提高;当壳聚糖浓度为0.1%（质量分数）、沉积时间为30 min时,改性膜的接触角降低到34.88°,亲水性提高,水通量较氯化后的RO膜几乎保持不变,为60.55 L·m^-2·h^-1,截留率达到了99.56%。经过氯化和沉积改性后的RO膜水通量和截留率均得到了提高。