两亲性共聚物的合成及其共混合金膜的功能化

近年来,研究者们热衷于研究和开发膜除分离物料以外的其它功能特性,例如膜的高亲水性和抗污染性、生物相容性、环境相应性、催化活性、光电功能等。在膜表面接枝功能基团或与带功能基团的聚合物共混是实现聚合物多孔膜功能化的重要方法。两亲性共聚物(包括嵌段、接枝、超支化共聚物等)以其独特的性能而受到广泛的关注,从分子结构设计出发,合成了一系列与特定膜材料具有良好相容性的两亲性共聚物,嵌段两亲性共聚物,两亲性交替共聚物,两亲性超支化共聚物等,并通过共混的方法使膜表面带有功能基团,赋予聚合物膜某些功能特性。     

苯乙烯/马来酸酐糖基共聚物对PVDF膜的亲水化改性研究

利用开环接枝聚合反应,在超高分子量苯乙烯/马来酸酐(SMA)交替共聚物中引入具有多羟基结构的生物相容性分子盐酸葡萄糖(GLA·HCl),生成糖基两亲性刷状共聚物(SMA-g-GLA),用1H NMR和GPC分别表征SMA-g-GLA的结构与分子量。以SMA-g-GLA为膜添加剂,通过浸没沉淀相转化法制备PVDF共混合金膜,纯水接触角测定结果表明,糖基化两亲性刷状共聚物的加入显著提高了膜的表面亲水性;BSA静态吸附实验研究表明,SMA-g-GLA膜添加剂有效地改善了PVDF膜的静态抗蛋白质污染性能。     

MMA-co-AA两亲性共聚物对聚偏氟乙烯膜性能及微观结构的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用自由基共聚合成了两亲性无规共聚物MMA-co-AA,并将其与聚偏二氟乙烯(PVDF)共混,通过浸没沉淀相转换法制备了PVDF共混膜。利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及水接触角等对共混膜的性能与微观结构进行了研究。结果表明,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂以及两亲性共聚物MMA-co-AA有利于提高PVDF的结晶度,能促进β-PVDF晶型的形成。同时,MMA-co-AA能引发PVDF共混膜表面出现微孔,随着两亲性共聚物含量的不断增加,共混膜的接触角逐渐减小,表面亲水性得到改善。     

PVDF/SMA共混膜的制备与性能

通过马来酸酐和苯乙烯合成了苯乙烯/马来酸交替共聚物(SMA),并按不同质量比与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,通过溶液相转化成膜法制备了PVDF/SMA共混膜。采用红外光谱、扫描电镜、膜通量测试等对不同铸膜液所形成膜的结构和性能进行了研究。结果表明,随着铸膜液中交替共聚物含量增大,所成膜及膜表面交替共聚物含量增大,膜孔尺寸增大,膜孔隙率升高,纯水通量增大,蛋白质截流能力下降,膜表面亲水性和耐蛋白污染能力增强。     

荷电P(MMA-co-BVIm-Br)/PVDF共混膜的制备及其抗污染性能研究

采用自由基聚合合成两亲性聚离子液体共聚物(P(MMA-co-BVIm-Br)),并将该共聚物与聚偏氟乙烯(PVDF)通过相转化法共混成膜。采用红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪、Zeta电位计以及扫描电镜等对共混膜表面的化学结构、荷电特性以及膜的表面形貌等进行了表征。研究了共混膜对蛋白质的分离性能,结果表明,当溶液pH值低于蛋白质分子等电点时,共混膜的截留率、可逆污染率和通量恢复率均高于等电点时的数值,这说明该膜具有良好的荷正电性和抗污染特性。     

两亲性嵌段共聚物共混改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及性能研究

通过原子转移自由基聚合技术（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP）合成聚乙二醇单甲醚／聚甲基丙烯酸甲酯（MPEG-b-PMMA）两亲性嵌段共聚物，运用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（^1H-NMR）及凝胶渗透色谱（GPC）对所合成的两亲性嵌段共聚物进行表征。然后，将所合成的MPEG-b-PMMA两亲性嵌段共聚物与聚偏氟乙烯（PVDF）进行溶液共混，通过浸没沉淀相转化法制备MPEG-b-PMMA／PVDF共混超滤膜。膜性能测试结果表明：与PVDF膜相比，MPEG-b-PMMA／PVDF共混膜的亲水性、抗污染性、纯水通量及BSA截留率等性能均得到明显提高．     

PVDF/PAA-b-PMMA-b-PAA超滤膜的结构调控和性能评价

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)合成了以聚丙烯酸(PAA)为亲水链段和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为疏水链段的两亲性三嵌段共聚物PAA-b-PMMA-b-PAA(PAMA),通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(~1HNMR)对聚合物进行了化学结构表征.然后以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,PAMA为改性剂,利用非溶剂诱导相转化法制备了一系列PVDF/PAMA共混超滤膜.研究了PAMA含量对PVDF/PAMA膜的表面化学结构、微观形貌、亲水性、渗透性能以及抗污性能的影响.结果表明,当共混膜中PAMA含量增大时,PVDF/PAMA膜的表面孔密度、孔径和粗糙度均呈现不断增大的趋势.当共混膜中PAMA质量分数为18.2%时,纯水通量由未改性的PVDF膜的12.9 L/(m~2·h)增大至130.2 L/(m~2·h),BSA截留率为97.2%,通量恢复率高达97.5%.因此,PVDF/PAMA共混超滤膜的渗透性能和抗污性能有明显提高.     

辐射接枝制备温度敏感PVDF膜性能研究

本文通过预辐照接枝法和共辐照接枝法合成出了具有聚偏氟乙烯(PVDF)骨架和聚N-异甲基丙烯酰胺(PNIPAAm)支链的双亲接枝共聚物。将合成的PVDF-g-PNIPAAm共聚物与PVDF进行溶液共混,通过浸没沉淀相转化法制备共混膜。结果表明,两种方法制备出的共混膜均表现出明显的温度敏感性能,接枝均匀程度的不同明显反映在膜截留率和膜的表面亲水性上。     

聚偏氟乙烯分离膜改性研究进展

对聚偏氟乙烯 (PVDF)功能高分子分离膜近年来在共混改性、表面改性、化学改性方面的研究进行了综述 .综合分析了相容性、制膜条件等对共混成膜过程的影响及膜性能的调节 ,概述了目前国内外在PVDF分离膜表面改性、化学改性方面的进展 ,并针对PVDF分离膜改性领域今后的研究提出建议     

MMA-AMPS两亲共聚物的合成及其对PVDF多孔薄膜性能的影响

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为亲水性链段、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为疏水性链段,将二者按不同质量比混合,采用自由基共聚合法制备了单体质量比不同的两亲性共聚物P(AMPS-co-MMA),通过相转变法制备PVDF/P(MMA-co-AMPS)共混改性膜。利用紫外-可见吸收光谱、热失重法分别表征该共聚物的组成和热稳定性能,通过扫描电子显微镜、X-射线衍射仪,以及拉伸实验研究了单体不同比例的两亲性共聚物对共混改性膜的结构及力学性能的影响。结果表明:AMPS和MMA发生了聚合反应;PVDF/P(MMA-co-AMPS)共混改性膜具有典型的非对称结构;随AMPS含量增加,复合膜中PVDF的β晶型含量降低,当AMPS/MMA质量比为1/3时,膜的拉伸强度和断裂伸长率达最大,分别为1.8448N/mm~2、18.0630%。