聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜的表面亲水改性研究

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1、河南师范大学硕士学位论文聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜的表面亲水改性研究姓名：李承斌申请学位级别：硕士专业：物理化学指导教师：杨书廷20090501摘要聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜因其优良的化学稳定性、耐热性、抗辐射性等优点而倍受青睐。但由于它们的强疏水性和易脆裂性，限制了其在膜分离技术中的应用。对其进行亲水改性，提高其抗污染能力，成为人们研究的热点。目前较多的方法为物理化学方法，但这种方法费用较高，工艺复杂，不能大规模运用。本论文采用化学接枝共聚和共混的方法分别对聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜进行表面亲水改性，提高抗污染性能，扩大其在水

2、处理中的应用，方法简单有效，为工业化运用提供了一定的参考。本论文的主要研究内容如下：I．本论文首先概述了膜技术的发展历史和现状，目前对高分子微孔膜的亲水改性研究方法，提出了本论文的研究方向和重点。2．先用紫外光照对聚丙烯微孔膜进行预处理，再用热聚合的方法成功在聚丙烯微孔膜表面上接枝丙烯腈，详细研究了反应温度、丙烯腈单体浓度、引发剂浓度和反应时间等反应条件对接枝率的影响；并用红外光谱(ATR—FTTR)、扫描电镜(SEM)、X射线电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)考察了膜接枝前后的微观结构的变化；同时考察了膜热

3、稳定性的变化。系统研究了其接枝率与水接触角的关系及吸水能力，考察了膜接枝后对蛋白质的吸附量的变化和水通量的变化，并研究了其抗污染能力。3．用表面吸附引发剂的方法，以水为溶剂，一步法在聚丙烯微孔膜表面上接枝聚合氮氮亚甲基双丙烯酰胺。研究了反应条件对接枝率的影响；同时对接枝膜的微观结构进行了详细的表征，系统研究了其接触角、水通量、蛋白质的吸附量和抗污染性的变化。4．用聚丙烯腈和葡萄糖共混采用相转化法制得聚丙烯腈微孔膜，系统研究了成膜的工艺参数，并对共混膜的微观结构和热稳定性进行了研究，同时详细的研究了共混膜的水通量和孔隙

4、率的变化，并讨论了共混膜水通量提高的原理。关键词：聚丙烯微孔膜，聚丙烯腈，表面接枝，共混，改性ABSTRACTBecallseoftheirexcellentchemicalstability,heatresistance，radioresistancepolypropylene(PP)andpolyacrylonitrile(PAN)microporousmembranefindwidelyuseindailylife．ButthehydrophobicityofPPandPANmembraneslimitsthe

5、irapplicationinthemembraneseparationtechnology．Hydrophilicmodifictionandimprovementofantifoulingbecomethehotspotofresearchs．Atpresent，thephysics-chemistrymethodiswidelyusedtoimprovethehyd【rophilicityofPPandPANmembranes，butthismethodiscomplexandcostlyrelatively,

6、whichisdifficulttoscaleupinindustry．Inthisthesis，PPandPANmembranesweremodificatedbysurfacegraftingpolymerizationandblendmethodsrespectivelytoimprovethehydrophilicityandantifoulingproperty,expandtheiruseinwatertreatment．Metodsusedinthisresearcharesimpleandeffect

7、ive，offeringreliableexperiencefortheindustrializationofhydrophilicmicroporousmembrane．Mainpointsareasfollows：1．Historyofthedevelopmentofmembranetechnologyandcurrentresearchstatusofhydrophilicmodificationofplymermicroporousmembranewerereviewed．Researchfocusesoft

8、histhesiswereputforward．2．SurfacemodificationofPPmieroporousmembranewasperformedbygraftingpolyacrylonitrile，afterpretreatmentusingUVradiation．Impactsofreactiontemperature，ti