辐照接枝改性对PVDF中空纤维膜性能的影响

采用高能电子束辐照接枝改性方法对PVDF中空纤维膜进行丙烯酸亲水化接枝改性,研究了辐照接枝改性对膜的表面亲和性和物化稳定性的影响.结果表明:改性膜的亲水性、纯水通量和对牛血清白蛋白的截留率较原膜均有明显提高,接枝率为17.8%时膜的水接触角由87°降至46°,接枝率为6%时膜纯水通量达到最大值1029 L(/m2·h),接枝率大于2%时膜对牛血清白蛋白的截留率基本大于90%;随着接枝率的提高,膜的拉伸断裂强力略有增加,断裂伸长先提高后下降,但变化不明显;经适宜浓度酸碱处理后,改性膜的力学性能和通量均保持较好水平,满足膜的使用及维护时物理清洗和化学清洗的要求.     

紫外辐射接枝制备荷负电聚砜中空纤维膜

以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基体,通过紫外辐射的方法接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),制得荷负电聚砜中空纤维膜,并研究辐照时间、单体浓度对膜纯水通量的影响;利用红外光谱和扫描电子显微镜分析膜接枝前后组成和形貌的变化.结果表明:辐射接枝后的中空纤维膜表面引入了磺酸基荷负电基团,膜表面的水接触角显著减小:在辐照时间2 min、单体质量分数0.5%、阻聚剂质量分数0.5%、交联剂质量分数0.15%的条件下,膜的纯水通量达最大值92.46 L(/m2.h),比原膜提高了82.04%;对硫酸钠溶液截留实验表明,荷负电膜对硫酸钠截留率有所提高,由此可以证明荷负电膜的荷电效应.     

超亲水聚苯硫醚复合膜的制备及性能

为了提高聚苯硫醚(PPS)膜的亲水性,通过表面涂覆法和表面接枝法对PPS膜进行亲水性改性。利用邻苯二酚(CA)与聚乙烯亚胺(PEI)共沉积在膜表面形成亲水涂层,再通过表面接枝γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)得到了超亲水PPS复合膜,并对其结构组成进行了表征,测定了改性膜的水接触角、纯水通量、抗污染性能和稳定性。研究结果表明:红外光谱分析中改性膜出现了C=N、N—H和C—O—C的吸收峰;XPS分析中改性膜出现了O、N和Si元素的特征峰,这2种分析结果都证明成功制备了超亲水PPS复合膜;改性后的膜的孔径和表面平滑程度都有所下降;与PPS膜相比,超亲水PPS复合膜的上下表面接触角都达到了0°,纯水通量也增加到68 L/(m~2·h),这说明PPS膜的亲水性得到明显改善;复合膜的通量恢复率达到了92.62%,说明复合膜有良好的抗污染性能;复合膜在强酸性(pH=1)和弱碱性(pH=11)环境中保持着良好的稳定性,在强碱性(pH=14)环境中会丧失部分性能。     

两亲性三嵌段PDMAEMA/PMMA聚合物共混改性PVDF膜的制备与性能表征

为了制备pH刺激响应型智能膜,并为膜改性提供结构可控的两亲性聚合物共混改性剂,以聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为亲水链段、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为疏水链段,通过RAFT聚合合成两亲性三嵌段聚合物PDMAEMA-b-PMMA-b-PDMAEMA(PDMD),采用1H-NMR对其化学结构进行了表征.以PDMD作为改性剂,通过NIPS法制备PVDF改性膜,采用ATR-FTIR、XPS、SEM和接触角测定仪对PDMD/PVDF改性膜的表面化学结构、微观形貌和亲水性进行了表征.结果表明:随着聚合物改性剂的增加,PDMD/PVDF改性膜表面PDMAEMA含量增加,改性PVDF膜的初始接触角由纯膜的108.9°降低至92.4°,纯水(pH 5.2)通量由纯膜的15.0 L/(m2·h)增大至250.0 L/(m2·h);并且改性膜随着纯水pH值的逐渐减小,膜通量减小,纯水pH值从11降到3时,通量从225.6 L/(m2·h)降至91.2 L/(m2·h).因此PDMD的加入改善了PVDF膜亲水性,可为pH刺激响应型智能膜的构建提供新材料.     

聚乙烯中空纤维膜紫外光接枝改性研究

采用紫外光接枝聚合对聚乙烯中空纤维膜表面进行接枝改性,利用红外光谱鉴定了接枝产物,接枝率随辐照时间延长而增加,随引发剂浓度和单体浓度增加先上升而后下降;纯水通量随着接枝率增加先上升,当接枝率达到17%左右后,纯水通量随接枝率增加而下降.     

表面接枝聚季铵盐型抗菌超滤膜的制备及表征

为了提高超滤膜在水净化和废水处理领域的抗微生物污染能力,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丁基溴化铵(DB)为季铵盐单体,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合合成了聚季铵盐(PDB),通过傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物进行了化学结构表征;然后,以多巴胺仿生粘附涂层为二次反应平台,将PDB接枝到聚偏氟乙烯超滤膜表面,研究了不同PDB反应液的浓度对改性膜的表面化学结构、亲水性、渗透性能和抗菌性的影响。结果表明:接枝聚季铵盐的改性膜的亲水性显著提高,当PDB反应液质量浓度为1.0 mg/mL时,膜的纯水通量达到191 L/(m~2·h)(0.1 MPa),其通量是纯膜的1.14倍;对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达95%以上,展现出优异的抗菌性。     

聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究

为提高聚砜(PSF)超滤膜的亲水性,采用浸没沉淀相转换法掺杂共混制备了聚砜/β-环糊精杂化超滤膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、膜性能评价仪等对传统聚砜超滤膜和聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的结构和性能进行了表征,考察了β-环糊精添加量、搅拌温度及凝固浴温度对聚砜/β-环糊精杂化超滤膜纯水通量和截留率的影响。研究结果表明:当添加β-环糊精的总质量分数为1.5 wt%时,聚砜/β-环糊精杂化膜的膜通量比PSF纯膜提高了7.6%;β-环糊精的加入减小了膜的纯水接触角,改善了PSF膜的亲水性,降低了膜表面的粗糙度,提高了膜的耐污染性能。     

高负载氧化铝复合膜的制备及其油水分离性能

为提升聚砜膜的亲水性与抗油污染性能，采用共混亲水性无机纳米粒子——氧化铝的方式对其进行改性。通过非溶剂诱导致相转化法制得Al₂O₃/PSF复合膜，系统研究氧化铝与聚砜的质量比对铸膜液黏度、膜结构、孔隙率、力学性能、膜渗透性能和油水分离性能的影响。结果表明：当氧化铝与聚砜的质量比为7:1时，膜的孔隙率为78.04%，水接触角为37°，纯水通量达到最高的1 500 L/(m²·h·bar)(1 bar=100 kPa)，油水乳液的渗透通量为320 L/(m²·h·bar)，并且除油率高于99%。与改性前相比，该膜展现了优异的油水分离性能。     

聚丙烯腈膜改性制备正渗透复合膜基膜

为提高聚丙烯腈(PAN)膜的亲水性,在聚丙烯腈膜表面接枝超支化聚乙烯亚胺(HPEI),得到亲水性的PAN膜;然后用界面聚合方法在膜表面涂覆一层聚酰胺层,得到正渗透复合膜.测试结果表明:水接触角由64.5°降到23.4°.与PAN膜相比,PAN-g-PEI孔径减小,制备得到的正渗透复合膜水通量下降,由7.4 L/(m2·h)降至3.5 L/(m2·h);反向溶质渗透通量下降,由38.7 g/(m2·h)降至22.2 g/(m2·h).这说明接枝聚乙烯亚胺的聚丙烯腈膜(PAN-g-PEI)亲水性得到明显改善.     

Ar等离子体对聚四氟乙烯膜的表面改性

聚四氟乙烯(PTFE)膜经Ar等离子体预处理,与空气接触氧化后再接枝丙烯酸(AA)可改善其表面亲水性.通过接枝率的测定,考察了不同等离子体处理条件和接枝反应条件对膜表面接枝率的影响,并通过接触角的测定分析了PTFE膜表面亲水性的变化.结果表明,PTFE膜在放电功率为100 W、放电时间为100 s、Ar气体流量为20 cm3/min和接枝反应温度为60℃、时间为6 h、丙烯酸浓度10%的条件下,接枝率为10.565μg/cm2,接枝效果最佳.PTFE膜改性后接触角由110°降至60°左右,亲水性得到了大幅提高.