l022聚偏氟乙烯(pvdf)微孔复合膜的亲水化表面修饰

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1、L022聚偏氟乙烯（PVDF）微孔复合膜的亲水化表面修饰∗刘富左丹英朱宝库徐又一（浙江大学高分子科学研究所，杭州，310027）摘要本文研究了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔复合膜的表面接枝改性，通过高能电子束在膜表面预辐照接枝了丙烯酸和苯乙烯磺酸钠。采用FT-IR、接触角和接枝后膜的水通量以及SEM表征改性后的膜表面性质和膜性能的变化。结果表明表面接枝改性后膜的静态接触角大幅度降低，而水通量稍微下降，这些都是由于接枝改性膜的亲水性大大增强的缘故。关键词高能电子束辐照聚偏氟乙烯表面接枝改性微孔膜SurfaceModificationofhydrophilicit

2、yofPVDFmicroporousCompositeMembraneLiuFuZuodanyingZhuBaokuXuYouyi(InstituteofPolymerScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,Chian)Abstract:CrylicacidandsodiumstyrenesulfonateweregraftedonthesurfaceofPVDFcompositemembranebyhighenergypre-irradiation.Themodifiedmembraneswerecharact

3、erizedbyFT-IR,thecontactangle,waterfluxand.SEM.Theresultsshowedthatthecontactangleofmodifiedmembranereducedgreatly,whereasthefluxwateralmostwassameasthatofpristinemembrane.Theseresultswereattributedtohydrophilicityimprovementofmodifiedmembrane.Keywords:Highenergyelectronbeam,Irrad

4、iation,Poly(vinylidenefluoride),surfacegraftingmodification,microporousmembrane1.引言聚偏氟乙烯(PVDF)是一种综合性能优良的膜材料，其突出的介电性能、化学稳定性、生物相容性、耐热性、受到越来越多的科学关注，在膜分离领域具有广泛的应用前景。强疏水[1]性使其在膜蒸馏和膜吸收等膜分离过程中占据独特的优势。但是疏水性的微孔膜在处理水基流体时会产生两个问题：一是透过膜传质驱动力高，能耗大；二是极易吸附有机物、蛋白质等造成膜污染，导致膜通量下降，膜寿命缩短。因此通过亲水化改性，降低能

5、耗、增强膜抗∗联系人：徐又一，Email：opl-yyxu@zju.edu.cn,第一作者：刘富，男，24，博士研究生污染能力、延长膜使用寿命十分必要。表面接枝改性只改变膜表面亲水性，而不改变膜材料基体的结构和性质，并且接枝链以共价键与微孔膜表面键合，具有良好的稳定性，从而不会[2]在膜使用过程种造成接枝链的流失。高能电子束在PVDF膜表面的接枝改性不仅具有普通辐射化学的清洁、快速、准确、节省能源等优点，而且还具有辐照剂量率大，开关易控制的特[3]点，适宜于工业化大规模生产。本文通过高能电子束辐照在聚偏氟乙烯（PVDF）微孔复合膜表面同时接枝丙烯酸（AAc

6、）和苯乙烯磺酸钠（SSS）单体，大大改善了膜的亲水性，提高了微孔膜的抗污染性能。并且对接枝膜的FT-IR、水通量、接触角、SEM等进行了表征。2.预辐照接枝反应原理根据单体扩散原理，亲水性较弱的丙烯酸优先扩散到疏水性的PVDF复合膜表面的活性点发生自由基聚合反应，得到具有一定亲水性的接枝聚合物，进一步和亲水性更强的苯乙烯[4,5]磺酸钠反应，最终生成强亲水的表面接枝改性微孔膜。接枝聚合反应的机理如图1所示。CH2CHElectronbeamirradiationCOOHCF2CH2CF2CH2CF.CHCFCH222CHCH2CF2CF2CHCH2CHCH

7、2CHCHCH2CHCH2CHCF2COOHn+1mCF2COOHnCOOHSO3NaCH2CH2n>0m>0SO3NaFig1.ThemechanismofinitiationandgraftingpolylmerizationonPVDF3.实验部分3.1实验试剂与仪器PVDF微孔复合膜为本实验室自制，复合支撑层为聚酯无纺布，平均孔径为0.5µm。AAc，化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司；SSS，化学纯，中国上海试剂一厂；精密pH计，上海康仪仪器有限公司；接触角测定仪，OCA20型；扫描电子显微镜，CambridgeS260；FT-IR红外分光光度

8、计，BRUKERVECTOR22；杯式超滤器，SCM-300；高能