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聚偏氟乙烯改性凹土混合基质超滤膜的制备及表征(3)

时间:2020-11-06 11:55来源:毕业论文
1.3.1.2 表面接枝 采用低温等离子体、紫外光等处理PVDF膜表面,会在表面形成活性自由基,这些活性自由基可以与亲水性单体进行接枝聚合,接枝链和PVDF膜

1.3.1.2  表面接枝

采用低温等离子体、紫外光等处理PVDF膜表面,会在表面形成活性自由基,这些活性自由基可以与亲水性单体进行接枝聚合,接枝链和PVDF膜表面间的共价键固定在膜的表面,从而改善膜的亲水性。和表面涂覆相比,此法能避免亲水单体脱落,亲水性不随时间衰减。

1.3.2  膜本体的亲水性改性源[自*优尔^`论\文"网·www.youerw.com/

1.3.2.1  聚偏氟乙烯膜共混改性[10,13,14]

根据对聚合物共混相容性的理论分析和实验研究,选择合适的亲水性组分与疏水性PVDF 膜进行液相共混制得的PVDF共混膜。此法对膜内孔径和表面同时进行改性,改性在膜的制备过程中就得以实现,既具备第二组分的亲水性,又具备了疏水性PVDF的耐高温、化学稳定性和良好的机械性能等特点,从而使膜的综合性能优异,其操纵简单,无需像表面接枝改性和表面涂覆改性等需要繁琐的预处理和后处理操作,是实现工业化生产的最实用的改性方式。共混改性中所添加物质可分为3种:无机纳米粒子、亲水聚合物和两性聚合物。

(1)无机纳米粒子

在共混改性提高膜亲水性、纯水通量和抗污染性的方法中,常由于无机纳米粒子独特的热学、光学、电子、磁性和机械性能而得到广泛应用。与添加亲水聚合物和两性聚合物制得的膜相比,无机纳米粒子能大大的提高膜的机械性能,但如何让纳米粒子均匀分散在铸膜液中是制备此类混合膜的关键问题。目前常用的无机纳米粒子有TiO2、SiO2、Al2O3和 ZrO2等[10,15,16]。

(2)亲水聚合物

用亲水聚合物与PVDF共混后,用相分离法制膜,使得PVDF膜同时具备了PVDF 原有的特性和亲水聚合物的亲水特性,纯水通量和抗污染性能都得到改善。但PVDF与亲水聚合物的相容性是能否成膜以及成膜后的结构性能是此法的关键。共混改性常用的亲水聚合物有聚乙二醇(PEG)[17]、聚乙烯吡咯酮(PVP)[18~19]和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[20]。

(3)两性聚合物

聚合反应后,将两性聚合物和PVDF共混制膜,其优势在于可将相转换制膜与改性融合在一个阶段进行。当膜置于水中时,两性聚合物的疏水端很好的固定在PVDF膜本体,而亲水端则在膜的表面进行自组装排列,具有较高的覆盖率,降低了膜表面的自由能,从而提高膜的亲水性能,此法改性持续时间长,方法简易且不需额外的加工过程,费用低。

1.3.2.2  共聚改性 

共聚改性就是通过化学方法使PVDF分子链上产生易氧化或生成自由基的活性点,再用合适的试剂与PVDF反应,在其分子链上引入羧基、羟基等极性基团或接枝亲水性单体,然后采用浸没相沉淀转化法制膜。

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