聚偏氟乙烯接枝3-苯基丙烯酸的親水化改性及微濾膜的制備.pdf

1、聚偏氟乙烯（PVDF）是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的分離膜材料之一，但其本身的疏水特性使膜在水介質(zhì)過(guò)濾中存在通量低，易污染的問(wèn)題。通過(guò)改性的方法提高膜材料的親水性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。針對(duì)這一問(wèn)題，本論文設(shè)計(jì)并合成了親水性聚合物PVDF-g-P(CA)，以提高膜的親水性和抗污染能力。
　　通過(guò)自由基聚合的方法，以過(guò)氧化對(duì)苯二甲酰（BPO）為引發(fā)劑，3-苯基丙烯酸（CA）為單體，在N,N-二甲基甲酰胺溶液中引發(fā)接枝聚合，首次制得接枝3-苯

2、基丙烯酸的聚偏氟乙烯。采用紅外光譜、差示掃描量熱法以及熱失重法對(duì)聚合物3-苯基丙烯酸的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，3-苯基丙烯酸接枝到PVDF骨架上。DSC分析表明接枝后的聚偏氟乙烯的吸熱峰溫度會(huì)隨著CA濃度的增加而增加。TG熱分析進(jìn)一步做了驗(yàn)證。通過(guò)接觸角測(cè)試，發(fā)現(xiàn)改性后的聚偏氟乙烯（PVDF-g-P(CA)）的接觸角由88°降低到54°。表明改性后的聚偏氟乙烯的親水性較單純的聚偏氟乙烯PVDF增強(qiáng)。
　　在接枝聚合過(guò)程中，

3、接枝率的變化既與自由基反應(yīng)的機(jī)理有關(guān)，也與單體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有關(guān)。本接枝聚合體系，最佳的反應(yīng)時(shí)間為10h，反應(yīng)溫度為70℃，引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的5％，單體濃度w(CA)=5%。
　　以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為致孔劑，分別以PVDF和改性后的PVDF-g-P(CA)為原料，采用流延法制備聚偏氟乙烯微濾膜。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)了PVDF膜改性前后的表面形貌，測(cè)試接枝前后PVDF膜純水通量。結(jié)果表明，PVDF-g-P(CA)

4、膜的孔徑在600-700nm之間，孔徑分布較均勻，純水通量為81 L/(m2·h)，比PVDF膜的水通量增加了16 L/(m2·h)。通過(guò)PVDF-g-P(CA)膜對(duì)牛白蛋白（BSA）溶液的動(dòng)態(tài)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了改性后的PVDF-g-P(CA)膜，在大大增加了膜的通量的同時(shí)，減少了BSA在膜表面的吸附，增強(qiáng)了膜的抗污染性能。過(guò)濾實(shí)驗(yàn)顯示親水性物質(zhì)的引入使得PVDF膜的親水性、通量和抗污染能力大大提高，同時(shí)膜依然保持良好的截留性能。