多巴胺对聚乙烯膜表面改性的研讨.pdf

2008年12月 新膜过程研究与应用研讨会论文集 ·2儿· 多巴胺对聚乙烯膜表面改性的研究 奚振宇，徐又一，朱利平，王 月 (浙江大学高分子科学研究所，杭州310027) 摘要：通过涂覆4一(2一乙胺基)苯一1，2一二醇(多巴胺，dopamine)对疏水聚乙烯膜进行改 性．在适当条件的溶液中，含有羟基和氨基的多巴胺在膜表面交联并通过与膜表面的强相互作 用粘附在膜表面．通过水接触角来表征膜的亲水性能，采用X射线光电子能谱表征膜表面的 化学组成的变化，采用扫描电子显微镜来现察表面形态．发现涂覆后由于膜表面引入了亲水基 团改善表面亲水性，膜表面的接触角明显减小，膜的表面形态也表明多巴胺涂层成功的粘附到 聚乙烯多孔膜表面． 关键词：涂覆；多巴胺；表面改性；亲水性 中图分类号：0631：TQ028．8文献标识码：A 随着膜技术应用领域的不断拓展，对膜的要求 一般的表面涂覆是将膜浸渍到甘油或乙醇与水 越来越高，膜结构的精确控制、膜性能的多样化和智 的混合溶剂中，来提高膜表面的亲水性，但这仅仅是 能化、膜强度和抗污染性的进一步提高等成为微孔 物理吸附，易脱落，仅具有暂时亲水性．4一(2一乙胺 分离膜的主要发展方向．聚乙烯(PE)微孔滤膜具有 良好的化学稳定性、耐酸碱性、耐微生物侵蚀和耐氧 化性能…1，而且机械强度大，在污水处理中长期使 羟基和氨基等亲水基团，为亲水性改性提供了可能 用性能稳定、不易降解【2J2．聚乙烯膜表面呈疏水性， 性．采用多巴胺涂覆，是模拟海洋贻贝足部的胶粘层 在水处理和生物分离中易被污染，从而使膜性能变 的作用，利用多巴胺在固体表面交联聚合并且与固 差，因此需要对其进行亲水改性． 体表面形成强的相互作用，可以获得具有良好持久 目前，各种处理方法都是起改善表面极性、降低 性的亲水表面一J．虽然目前多巴胺与改性表面的明 接触角、提高表面能的作用，同时都有其优缺点．从 确作用机理尚不清楚，有待进一步研究，但是有研究 其改性方法上，主要有化学腐蚀法，等离子体【3J、高 表明这种相互作用力在有机表面接近共价键[8]8．而 能辐射接枝改性法【4，51，共混法[6]6，涂覆法等．化学 且膜表面的多巴胺可以接枝PEG类的亲水链，进一 腐蚀法对膜本体破坏较大．等离子体法改性效果重 步增强亲水性．所以本研究采用多巴胺作为涂敷材 复性和稳定性差，改性效果容易消退．高能辐照对设 料，期望获得具有良好亲水性，高水通量的改性聚乙 备要求高，对材料本体也有损伤．共混法在制膜过程 烯膜，同时可以作为进一步表面功能化的平台． 中使得膜结构控制更加复杂．另外涂敷法虽然无需 1实验部分 特殊设备，操作简便，且易实现工业化，但是涂覆改 性的效果耐久性差．经济、高效、操作简单、无毒、无 1．1原料 污染的表面改性技术是今后聚烯烃表面改性的基本 要求．现有表面改性技术的复合化以及新的表面改 羟甲基氨基甲烷(Iris)购自国药集团试剂有限公 性技术的开发与应用是表面改性的重要方向之一． 司；磷酸氢二钠和磷酸二氢钾，湖州湖试化学试剂有 收稿日期：2008—11～10 基金项目：国家重大基础研究“973”计划项目(2009CB623402) 作者简介：奚振宇(1981一)，男，湖北黄冈人，在读博士生，从事高分子膜材料与技术的研究．(zeusx羽zju．edu．cn) ·212· 膜科学与技术 2008生E 1．3表面表征和性能测试 ：℃r洲2 采用荷兰产场发扫描电镜SIRionFESEM观