邻苯二酚和KH560共沉积用于PTFE平板膜的亲水改性研究

采用邻苯二酚(CA)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)共沉积的方法对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,通过SEM、ATR-FTIR和XPS对平板膜表面进行了表征,并对反应条件进行了优化,同时考察了膜的抗污染和耐水洗性能。结果表明,发现共沉积改性后的PTFE膜纤维变粗,表面出现了新的元素O和Si;随着KH560含量的增加,交联速度加快、亲水层变厚、膜表面的接触角减小,纯水通量先增加后减小;适当增加反应时间和升高温度能使反应更为充分;当KH560的质量浓度为2 g/L,反应时间为6 h、温度为35℃时,膜的性能最优。改性PTFE平板膜具有良好的抗蛋白质吸附能力,亲水层稳定性。     

后交联法用于聚四氟乙烯平板膜的亲水改性

采用聚丙烯酸(PAA)与三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯](Sac-100)的交联反应对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换衰减全反射红外光谱和能量色散X射线光谱仪对平板膜表面进行了表征,并研究了PAA和Sac-100含量、反应体系pH等条件对PTFE平板膜亲水性能的影响。结果表明,PTFE疏水膜经pH=5、质量分数分别为0.4%的Sac-100和2.0%的PAA交联处理后,再经过饱和NaHCO_3浸泡可以使PTFE膜表面水接触角由(135±1)°降低到(22±1)°,膜表面抗污染性增强。改性PTFE亲水平板膜表面含有羰基、羟基以及羧基离子、膜原纤维变粗,膜具有良好的抗蛋白质吸附能力,亲水层稳定性。     

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。     

PVA表面交联制备亲水性PP微孔膜及其性能研究

利用聚乙烯醇(PVA)的亲水性和交联性,实现了聚丙烯(PP)微孔膜的亲水化改性。实验考察了PVA浓度,交联时间等因素对改性PP膜性能的影响。采用ATR-FTIR、SEM、接触角和纯水通量等表征和测试方法对改性前后PP膜的性能给予了评价。结果表明,由于PVA的强亲水性,使得改性后的PP膜的亲水性能明显提高,接触角由110°(未改性PP膜)降低至55°,初始纯水通量最高可达425 kg/(m2h)。由于PVA的交联性质使得其稳定地固定于PP膜表面,使PP膜具有更持久的亲水性,PP-cl-PVA膜经反复清洗后依然可保持高亲水性。经改性后,PP膜的通量恢复率提高了14%,说明PP-cl-PVA膜的抗污性能得到显著提高。     

多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜。测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响。结果表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲水性,PVDF改性膜的水接触角降至37.8°。膜水通量达到174 L/(m²·h),蛋白截留率达90%以上。杂化涂层在膜表面形成一层水膜,使膜具有良好的抗污染性能,改性膜的衰减系数最低可达0.19。     

基于仿生矿化的PTFE中空纤维膜亲水改性研究

由于聚四氟乙烯(PTFE)材料具有强疏水性和极低的表面能,使得PTFE中空纤维膜润湿性差,难以处理水性溶液,限制了其应用过程和领域,因此开展PTFE中空纤维膜亲水化改性研究具有重要的现实意义。利用仿生矿化技术对PTFE中空纤维膜进行表面改性,研究了不同矿化工艺对膜亲水性能的影响,并对改性前后PTFE中空纤维膜的官能团、水通量、气通量、孔径及孔径分布进行了表征。研究表明,仿生矿化能够提高PTFE中空纤维膜的亲水性和水通量,同时由于碳酸钙分子进入膜孔内部,使孔径分布更加均匀,平均孔径和气通量减小。     

不同亲水基团亲水改性PTFE中空纤维膜

为改善PTFE中空纤维膜表面亲水性能,扩大其在污水处理领域中的运用,采用含有磺酸基、氨基、羟基、醛基、羧基的溶液浸渍预处理,利用低温等离子体法对PTFE中空纤维膜进行表面亲水改性。SEM、ATR-FTIR分析结果表明,PTFE中空纤维膜经过不同亲水基团改性后,磺酸基、氨基、羟基、醛基、羧基成功地接枝到PTFE膜表面。改性后的PTFE中空纤维膜的接触角和出水渗透压有较大幅度下降,其中经羧基改性后的PTFE中空纤维膜接触角最低下降为52°,出水渗透压下降为0.18MPa。5种亲水基团中,改性PTFE中空纤维膜最佳的亲水基团为羧基,最佳的预处理溶液为丙烯酸。     

Ar等离子体对聚四氟乙烯中空纤维膜的亲水改性

先利用Ar等离子体预处理,再接枝丙烯酸(AA)单体,对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜表面进行持久亲水改性。实验考察了不同等离子体处理和接枝反应条件对膜亲水性能的影响,实验结果表明,PTFE膜在放电功率为300 W、处理时间为120 s、Ar气体流量为30 cm~3·min~(-1)和接枝温度为50℃、时间为8 h、丙烯酸体积浓度为20%时,膜表面接触角降到50°,显著提高了膜的亲水性,拓宽了PTFE膜的应用范围。     

聚四氟乙烯平板膜的亲水改性研究

采用部分醇解的聚醋酸乙烯酯(PVAc)为亲水剂、戊二醛(GA)为交联剂,通过"醇解-交联-水解"法制备亲水型聚四氟乙烯(PTFE)平板膜,并研究了PVAc含量、醇解时间和GA含量等条件对PTFE平板膜结构和亲水性能的影响。结果表明,PVAc、GA的质量浓度分别为45、6 g/L,醇解、水解时间分别为30、150 min条件下制备的亲水PTFE平板膜具有良好的亲水性能,其接触角为58.7°,孔隙率为74.2%,纯水通量为272.1 kg/(m~2·h),对陶瓷切割废水的浊度去除率达99.55%,并能有效抑制了蛋白质的吸附污染。     

2,2'-氧代双乙胺改性复合纳滤膜的亲水性研究

使用聚砜超滤膜为基膜,以亲水二胺单体(2,2'-氧代双乙胺)为添加剂,与哌嗪以不同比例混合作为水相溶液,通过界面聚合反应制备出高亲水性的聚酰胺/聚砜纳滤复合膜。通过红外表征膜的表面化学结构;静态水接触角测试表征膜的表面亲水性能;渗透性能测试表征了原膜及改性膜的水通量和盐截留性能。结果显示,随着2,2'-氧代双乙胺单体含量增加,膜的亲水性能越好,改性膜的水接触角最低可达到32°;在氧代双乙胺质量分数0.67%,测试压力为0.7 MPa,温度为25℃条件下,改性膜对2 g/L的MgSO_4水溶液水通量为35.6 L/(m~2·h),盐截留率达到90%。     

PTFE中空纤维膜的亲水改性

利用氟碳表面活性剂、二氯甲烷为溶剂对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜进行亲水改性。研究了表面活性剂浓度及组装时间对中空纤维膜亲水性能的影响,确定了亲水改性的最佳条件为氟碳表面活性剂浓度为3g/L,PTFE中空纤维膜组装浸泡最佳时间4h,同时对亲水改性后PTFE中空纤维膜的污水处理效果进行了测试,结果表明其污水处理性能高于国家标准要求,化学需氧量去除率达到84.2%,氨氮去除率达到94.4%,悬浮物去除率达到99.0%。     

两亲性聚合物沉积法聚四氟乙烯中空纤维膜的亲水改性研究

以具有两亲结构的两亲性聚合物脂肪醇聚氧乙烯醚，通过回旋振荡涂覆法对疏水的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜改性处理制备亲水性聚四氟乙烯膜，在膜表面形成亲水沉积层，并研究了两亲性聚合物浓度、涂覆时间、热处理时间和热处理温度对PTFE中空纤维膜亲水性能的影响。结果表明，两亲性聚合物浓度为5%,涂覆时间2 h,热处理时间和温度分别为16 h和40℃条件下制备的聚四氟乙烯中空纤维膜，纯水通量可达2 482 L/(m²·h)。     

聚乙烯醇改性无纺布的制备及耐污染性能的研究

采用表面涂覆法,将聚乙烯醇(PVA)薄膜固定在聚丙烯无纺布表面,进行表面亲水改性.通过测定未改性及改性无纺布表面的静态水接触角,评价改性无纺布表面的亲水性;通过测定未改性及改性无纺布牛血清蛋白(BSA)静态吸附量、在膜生物反应器中未改性及改性无纺布表面附着污泥的固定性胞外聚合物(EPSB)和溶解性胞外聚合物(EPSS)动态吸附量和组分(蛋白质/多糖,P/C)以及膜通量,评价改性无纺布的耐污染性能.结果表明,无纺布表面复合PVA薄膜,明显提高了无纺布表面的亲水性,水静态接触角从改性前的86°±1°降至改性后的43°±3°;牛血清蛋白(BSA)静态吸附量降低了83.4%;未改性与改性无纺布的EPSB吸附量相差很小,而EPSS吸附量相差很大;未改性无纺布EPSB和EPSS的P/C均大于改性无纺布;另外,在膜生物反应器运行期间,未改性及改性无纺布的膜通量分别衰减了40%和12%.说明通过复合PVA薄膜,提高无纺布表面的亲水性,能有效抑制蛋白质的吸附和通量的降低,增加无纺布的耐污染性能.     

聚丙烯非织造布表面的紫外光固化改性

为了改善聚丙烯(PP)非织造布的亲水性能，提高水通量，通过照射紫外光(UV)引发自由基聚合法，使丙烯酸树脂与HEMA在PP非织造布表面发生交联聚合反应，进行紫外光固化亲水改性。研究了亲水单体和光引发剂的浓度以及紫外光照射时间对聚丙烯非织造布亲水性能的影响。利用红外光谱和扫描电镜对改性PP非织造布表面的化学组成和形貌结构进行表征，通过接触角和水通量分析了改性后PP非织造布的亲水性和耐久性。结果表明，当丙烯酸树脂与HEMA的质量比为2∶1、固含量占亲水改性溶液总量的20%、光引发剂184的含量为2%、光照时间为15 s时，达到改性后PP非织造布的最优亲水性能，接触角由初始的126°下降至42°,水通量由5 543 L/(m²·h)提升至6 035 L/(m²·h),并且，具有良好的耐久性。     

高强高模PVA纤维表面改性及耐碱性能

采用疏水二氧化硅涂层与纳米石墨涂层两种方案对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维表面进行改性,并使用接触角测量仪、原子力显微镜及Fourier红外光谱仪对处理后的纤维表面进行表征,研究了高强高模PVA纤维的耐碱性及单丝拔出时的微观力学界面参数。结果表明:经过处理后PVA纤维表面粗糙度增加,由亲水状态成功转变为疏水状态,接触角均大于130°;PVA纤维耐碱性良好,碱浸泡后拉伸强度保持率大于95%;经过表面修饰后PVA纤维的化学粘结力大幅降低。纳米石墨涂层可以很好地调控纤维与水泥基体的界面,使纤维从水泥基体中被完整拔出。     

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。     

静电纺PVDF纳米纤维膜改性及其含油污水过滤性能研究

针对当前污水处理上对高分子膜材料的需求,结合当前的纳米纤维膜在性能上的优势,制备一种静电纺PVDF纳米纤维膜,并采用PVA与GA对纳米纤维膜进行改性,以在拥有纳米纤维膜优秀过滤性能的同时,具有一定的亲水性能,最终达到提高对含油污水处理的目的。最后,通过上述的制备,探讨了在不同PVA质量分数、交联反应温度和交联反应时间下,对纤维膜平均直径和纯水通量的影响。结果表明,当PVA质量分数为1%,反应温度50℃,反应时间为4.5 h的情况下,得到的纳米纤维膜的纯水通量最大,表明其对含油污水过滤性最佳。     

聚偏氟乙烯表面亲水改性膜的制备

以聚丙烯酸(AA)为改性单体、过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,采用超声辅助和表面改性的方法制备聚偏氟乙烯(PVDF)亲水膜,通过改变AA浓度、BPO用量、预反应及反应时间,得到不同性能的PVDF亲水膜,并对亲水膜进行了表面形貌表征、红外表征以及纯水通量测试。结果表明:随着AA浓度、BPO用量的增加以及预反应及反应时间的延长,亲水膜的水通量均呈先提高后降低的趋势;得到的最佳制备条件为AA浓度50%、BPO用量0.8 g、预反应时间3 h、反应时间1 h,此时膜的亲水性最好,纯水通量达到66.3 L/(m~2·h)。     

表面改性纳米二氧化钛-芳香聚酰胺复合反渗透膜的制备与表征

采用TMC对亲水纳米TiO2进行表面改性,然后添加在复合反渗透膜的聚酰胺层中,制备了改性纳米TiO2-聚酰胺复合反渗透膜。改性纳米TiO2使用红外光谱法(FTIR)和粒径分析仪进行表征;采用渗透试验,扫描电镜(SEM)、静态接触角仪、原子力显微镜等对复合膜的性能和结构分别测试和表征。结果表明,改性TiO2的表面接枝上酰氯基团,在有机溶剂中的分散性得到提高;SEM和AFM照片证实,TiO2在膜表面分布均匀,膜表面粗糙度增加;杂化复合膜亲水性也有一定程度的提高;膜性能测试结果证实了添加TiO2的复合膜水通量均高于纯聚酰胺膜,同时脱盐率变化很小。当改性TiO2的添加量为0.05%(m/v)时,水通量由11.21 L/(m2.h)提升到32.61 L/(m2.h),对NaCl截留率达到98.9%。试验结果表明,改性TiO2很好地分散在聚酰胺层,提高了水通量,还保持了高脱盐率,膜性能得到提高。     

NMP/GTA配比对CDA反渗透膜结构与性能影响

以二乙酸纤维素(CDA)为成膜基质,一定比例的N-甲基吡咯烷酮(NMP)/三乙酸甘油酯(GTA)为稀释剂,聚乙二醇400(PEG400)为致孔剂,采用复合相分离法来制备CDA平板膜,考察了NMP/GTA配比对CDA平板膜结构与性能的影响。实验结果表明,随着稀释剂中GTA含量的增加,膜横断面大的指状孔数目先减少后增加,小蜂窝孔的孔径增加;水通量总体呈下降趋势,与此同时脱盐率(Na Cl)上升后趋于平缓;膜表面的水接触角增大,意味着膜的亲水性随GTA含量的增加而下降;随着NMP/GTA配比的减小,CDA平板膜的拉伸强度先增大后降低。该CDA平板膜可作为后续热处理和交联的基膜。