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聚偏氟乙烯是一种性能优良的膜材料,有优良的化学稳定性、耐辐射、抗污染性和耐热性。然而聚偏氟乙烯表面能极低,具有强疏水性,在处理水基流体时PVDF中空纤维膜易产生吸附污染,膜分离性能下降。本文采用热聚合接枝的方法将丙烯酸单体接枝到PVDF中空纤维膜表面,在此基础上使之与亲水性的小分子醇类发生酯化反应,得到具有一定亲水性的PVDF改性膜。具体研究内容及结果如下:
首先采用热聚合接枝的方法使PVDF膜表面接枝丙烯酸单体,红外谱图(FTIR)测定证明接枝膜在1700cm-1和3400cm-1附近有明显的羧基和羟基的特征吸收峰存在。电子扫描显微镜(SEM)表明在膜表面接枝有单体。实验证明:通过改变单体浓度、引发剂种类、聚合时间等条件可提高膜表面接枝率。接枝改性后,纯水通量随着接枝率的增加而下降,而蛋白截留率得到较好的提高,可从16%增加到83.5%,而且接枝膜的纯水渗透通量随pH的减小而增大,表现出很强的pH敏感性。
其次经过酯化反应后,接枝膜的纯水通量得到极大的提高,当接枝率为14.1L/m2·h时,纯水通量可由11.9L/m2·h提高到238.4L/m2·h,而且蛋白质静态吸附实验表明,酯化反应后接枝膜对蛋白质吸附明显减少,尤其是当PEG200浓度为3Cv%时,对蛋白溶液的吸附值几乎为零,说明接枝膜与PEG200发生酯化反应后的亲水性得到明显的改善。这点从PVDF膜的蛋白质污染实验也得到了很好的证实,实验表明与PEG200酯化反应后的膜抗污染性能明显提高,表现为膜通量减小率从64%减小到36%,纯水通量恢复率从61%提高到84%。