聚偏氟乙烯中空纖維多孔復(fù)合膜的制備及性能研究.pdf

1、該文采用制備中空纖維復(fù)合膜的方法,在不改變PVDF基膜材料本體性能的基礎(chǔ)上,發(fā)揮基膜材料和分離功能層膜材料的優(yōu)點,得到高分離功能、高透過通量的智能復(fù)合膜.采用表面化學(xué)接枝的方法制備PVDF-g-PAMPS中空纖維接枝復(fù)合膜.首先對PVDF中空纖維膜進行強堿及強氧化劑處理,使基膜表面活化.處理條件為:KOH濃度2.5mol/L,KMnO<,4>濃度3wt％,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時間10~30min,溶液中加入500mg/1 50ml四丁基

2、溴化銨.然后進行接枝聚合反應(yīng),接枝單體選用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS).接枝聚合反應(yīng)體系為:AMPS單體溶液濃度1.5mol/L,硫酸亞鐵銨濃度4.2×10<'-3>mol/L,水浴恒溫60℃,反應(yīng)時間3hrs,體系中加入引發(fā)劑(CAN)500mg/150ml.通過改變堿處理的時間,可以得到不同接枝率的復(fù)合膜.通過紅外光譜(FTIR)、光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)等分析手段證實了膜表面接枝共聚物的存在.PVDF-

3、g-PAMPS中空纖維復(fù)合膜是具有環(huán)境響應(yīng)功能的智能膜.PAMPS分子鏈的構(gòu)象隨溶液環(huán)境(pH值、離子強度等)的變化而變化,從而影響膜的滲透通量和選擇透過能力.在低離子強度(高pH值)溶液中,分子鏈伸展,膜通量較小;而在高離子強度(低pH值)溶液中,分子鏈?zhǔn)湛s,膜通量較大.用接枝復(fù)合膜過濾BSA溶液,在等電點(pH=4.8)處的截留率最高,而在等電點兩側(cè),截留率有所下降;在低離子強度溶液中,BSA截留率較高,而在高離子強度溶液中,BSA

4、截留率較低.采用界面聚合法制備PAMPS/PVDF中空纖維凝膠復(fù)合膜.先對PVDF中空纖維膜進行堿處理,使基膜表面生成碳碳雙鍵.堿處理條件為:KOH濃度2.5mol/L,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時間10min,溶液中加入500mg/150ml四丁基溴化銨.將經(jīng)過堿處理的PVDF中空纖維膜置于濃度為1.5mol/L的AMPS單體溶液中浸泡3hrs,取出并排除過量溶液后,放入含交聯(lián)劑MBAA(濃度分別為0.03、0.06、0.09 mol/L)

5、和引發(fā)劑K<,2>S<,2>O<,8>(0.0075 mol/L)的交聯(lián)反應(yīng)體系中,恒溫60℃,反應(yīng)40~60min,得到凝膠復(fù)合膜,且基膜表面與凝膠層以化學(xué)鍵結(jié)合.通過傅立葉紅外光譜(FTIR)分析和掃描電子顯微鏡(SEM)的觀察,證實了PVDF基膜表面PAMPS凝膠層的存在.PAMPS/PVDF中空纖維凝膠復(fù)合膜同樣具有環(huán)境響應(yīng)的智能性.PAMPS凝膠層在不同的溶液環(huán)境(pH值、離子強度等)中,表現(xiàn)出可逆的溶脹-收縮變化.在低離子強