pH值響應(yīng)型含氟微孔膜的制備與性能研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)材料具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，能耐熱、耐寒、耐輻射和耐化學(xué)腐蝕，長期以來作為優(yōu)良的膜材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，但二者均有極強(qiáng)的疏水性，應(yīng)用過程中容易造成污染，造成水通量和分離效率下降，要制備pH值敏感型微孔膜需要對其進(jìn)行改性，提高其親水性。 本文采用表面化學(xué)接枝改性的方法制備pH值敏感型含氟微孔膜。相對于膜表面處理法改進(jìn)膜的親水性，接枝法使膜能得到持久穩(wěn)定的親水性；相對于其他

2、接枝改性方法，化學(xué)法不需特殊設(shè)備，成本更加低廉，而且可以連續(xù)生產(chǎn)，適合大型工業(yè)化生產(chǎn)的需求。 先分別用強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑溶液和萘鈉溶液對PVDF和PTFE進(jìn)行脫氟預(yù)處理，在膜表面引入雙鍵和羥基、羧基等極性基團(tuán)，然后用硝酸鈰銨引發(fā)劑以這些極性基團(tuán)為活性點引發(fā)甲基丙烯酸(MAA)的接枝反應(yīng)。詳細(xì)考察了預(yù)處理時間、接枝反應(yīng)時間、接枝單體的濃度對接枝率的影響，通過研究接枝率對pH值敏感性和膜機(jī)械性能的影響，確定了制備性能優(yōu)良的pH值敏感型含

3、氟聚合物膜的適宜反應(yīng)條件。 通過全反射傅立葉變換紅外光譜和X射線能譜分析改性前后膜表面化學(xué)成分的變化證實膜表面確實有聚甲基丙烯酸接枝層存在。經(jīng)掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡對改性前后膜表面形貌的觀察表明，接枝膜表面孔數(shù)減少，孔徑變小，并且觀察到孔內(nèi)有絮狀物，進(jìn)一步證明接枝甲基丙烯酸的存在。甲基丙烯酸的pKa=5.65，在pH=4和pH=7的條件下對接枝改性膜進(jìn)行水通量測試，PVDF-g-PMAA和PTFE-g-PMAA改性膜都表現(xiàn)