乙胺類有機堿對聚偏氟乙烯膜的改性研究.pdf

1、聚偏氟乙烯（PVDF）因其較好的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性和成膜性，被廣泛應(yīng)用在超濾、微濾等領(lǐng)域中。PVDF材料由于自身的疏水特性，在膜分離過程中中易產(chǎn)生以下問題：一是由于自身疏水性，膜阻較大，導(dǎo)致分離過程中需要外界施加較高的推動力；另一個是 PVDF膜在使用過程中易造成蛋白質(zhì)吸附在膜表面，發(fā)生膜污染，導(dǎo)致膜的滲透通量迅速下降，即便清洗后也較難恢復(fù)到初始通量。解決上述問題，延長PVDF膜的使用壽命，擴大膜的應(yīng)用范圍是當(dāng)前研究熱點。通過對PVD

2、F的改性，增加膜的親水性、提高通量及耐污染性是解決上述問題的有效手段。
　　本文根據(jù)實驗室先前的研究結(jié)果，將有機堿添加到PVDF鑄膜液中，使有機堿在PVDF均相溶液中與其發(fā)生反，使PVDF產(chǎn)生不飽和碳碳雙鍵等活性基團。有機堿的添加改善了膜的親水性，同時為膜的進一步的功能化改性提供有利條件。
　　采用共混方法將有機堿乙胺、二乙胺和乙二胺添加到PVDF膜液中，分別制備出乙胺/PVDF共混膜，二乙胺/PVDF共混膜、乙二胺/PVD

3、F共混膜。研究不同有機堿的添加對聚偏氟乙烯共混膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究表明隨著有機堿含量的增加，共混膜的接觸角比原膜的接觸角小，而水通量則有不同程度的增加。通過紅外、拉曼和電子衍射光譜分析表明，乙二胺的添加使共混膜產(chǎn)生了C-N，C=O、C=C等基團。截留率的測試結(jié)果顯示，隨著三種有機堿含量的增加，共混膜的截留率減少。從結(jié)構(gòu)上看，有機堿的添加使 PVDF膜孔變多，其中乙二胺/PVDF共混膜膜孔分布最多，其指狀孔也較大，而二乙胺對PVDF

4、的影響較小。
　　通過三種不同有機堿添 PVDF共混膜性能的對比，選取乙二胺/PVDF膜進行氧化改性。以次氯酸鈉為氧化劑，研究浸泡時間及不同乙二胺含量的 PVDF共混膜經(jīng)次氯酸鈉浸泡后的膜的親水性能，測試了改性后的膜的親水性能、水通量和吸水率。研究結(jié)果表明，經(jīng)次氯酸鈉浸泡后的乙二胺/PVDF共混膜紅外光譜圖中出現(xiàn)了-OH基團，隨著浸泡時間的從30min延長至2h,膜的純水通量達到了最高值189.9(L?m-2?h-1)，之后不再提

5、升。在其它條件不變的情況下，乙二胺含量較高的膜經(jīng)改性后親水性能較好，當(dāng)乙二胺含量為2％時，浸泡后的共混膜接觸角變化不大，當(dāng)乙二胺含量為10%，浸泡后的接觸角從59°降至52°。
　　向乙二胺/PVDF共混膜液中添加高分子聚合物環(huán)氧聚醚，使環(huán)氧聚醚與乙二胺/PVDF共混膜在均相膜液中反應(yīng)，紅外光譜表明環(huán)氧基團與氨基發(fā)生開環(huán)反應(yīng),使共混膜引入聚乙二醇側(cè)鏈和-OH基團，進一步提升水通量，同時提高了膜的抗污染性能。研究表明，當(dāng)乙二胺與聚醚