PVDF平板膜温敏性修饰和性能研究.pdfVIP

2010年10月27日~29日2010年全困高分子材料科学与工程研讨会 中国·南昌 D．O．88 PVDF平板膜温敏性修饰及性能研究 赵海洋，赵义平，陈莉木，张青松，王进美，张蕊 (天津工业大学材料科学与工程学院，中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实 验室培育基地，天津，300160) 聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有较好的化学稳定性、热稳定性和机械性能，被广泛应用于物 质分离领域。但由于PVDF膜强的疏水性，易被蛋白质等污染，限制了其在水分离和蛋白质 溶液分离方面的应用[1】。近年来，PVDF膜亲水改性和抗污染等方面的研究日益引起人们的重 视，其中包括在PVDF膜中引入亲水性物质，具体的方法有表面涂覆、共混、等离子体处理、 紫外光引发和原子转移自由基聚合等【2．3】。另外，由于膜孔径的限制，现在的分离膜只能分 离特定分子量的物质，当要分离两种或更多种不同分子量的物质时就需要多种分离膜。为了 实现一种膜对多种分子质量混合物的分离，可以设计一种环境响应性(如温度响应性)膜。 这种膜可以依靠环境的变化(如温度的变化)，实现膜孔径及其分布的变化，进而实现对不同 分子质量物质的分离[4】。 本研究旨在采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法，在PVDF膜表面接枝N．异丙摹丙烯 酰胺(NIPAAm)温敏性物质，实现对PVDF膜的亲水性改性和温敏性修饰，最终实现一种膜 对多种分子质量混合物的分离。 基)胺(TREN)甲基化制各而来)为配体，CuCl为催化剂，在无水乙醇体系中，在氮气氛围 后得到的接枝膜用蒸馏水在超声波中洗涤5次，每次3分钟，然后在蒸馏水中浸泡12小时， 彻底除去未反应的NIPAAm以及可能生成的均聚物，最后冷冻干燥24小时得到纯净的 扫描电子显微镜(SEM)等对膜进行了结构表征，通过水接触角测定和水通量测定研究了接 枝前后膜的亲水性和温敏性。 8 C 曼 毛 罂 芒 卜 2400 2000 BOO000 2200 11100leOO140012001000 Wave number(cml) 图I．PVDF膜和PVDF·g-PNIPAAm膜的FT-IR谱图 68l 2010年lO月27H-29日 2010年全辔高分子材科科学与工程研讨会 中国南吕 在1650cm“和154I cm。处出现了C=O的伸缩振动吸收峰和N．H的弯曲振动吸收峰，说明 NIPAAm被成功的接技到PVDF膜上。 膜接枝曲的XPS谱图中出现了弱的0元襄峰．接杖膜的XPS{普蹦中O峰增强．井且出现了N元素 的峰，进步说明NIPAAm皱成功接挂到PVDF膜k 扎．图(b)中接枝后膜孔盘小且娈模糊．这是由膜寰面接枝造成的． 阻3《a)，(”升掰为接技莳后PVDF膜的SEM阻 i卜—～． ；习√ ^．)Il—P《_§S T■_“l hrr_hn(℃) 田●PVDF膜和PVDF_g-PNIPAAm膜的水接齄舳田5pVDF膑和PVDF-g-PNIPAAm睦的术埔苴 始接触角为95。，600秒后降到87。左右．变化较小：接技后PVDF膜的水接触角减小。当 600秒后降到“4t表明接枝NIPAAm后PVDF胰的亲水性得到丈的提高。 无壁亿．约为I30L，一h左右．但当到温度升至32C后．水通量开始出现急剧增人．最终到 选160L／一h后趋于蹙缓．表现出较强的温度被癌性。由下接枝NIPAAm后PVDF膜的亲水 性得到极人的提高，故膜的水通量增大．通过ATRP反应成功的在PVDF膜上接枝丁NIPAAm。 咀P时，PNIPAAm接柱层收缩．腰孔变太．故膜的水通景出现增大．表现出明显的温戢性。 2010年10月27日之9日2010年全国高分子材料科学与工程研讨会 中国·南昌 显的温度敏感性。 学技术研究重点项目(209005)，天津市高校科技发展项目。 参考文献：