PVDF-g-PNIPAAm智能膜的制備與結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)作為一種常用分離膜材料，在水處理、生物分離等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本研究在全面了解溫敏膜制備方法的基礎(chǔ)上，采用堿處理法對(duì)PVDF粉末進(jìn)行改性，利用自由基共聚合反應(yīng)，以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)為單體，偶氮二異丁氰(AIBN)為引發(fā)劑，制備了PVDF-g-PNIPAAm共聚物，并用FTIR、NMR、DSC等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 采用相轉(zhuǎn)化法制備TPVDF-g-PNIPAAm溫敏平板分離膜。利用SE

2、M、AFM、以及毛細(xì)管流動(dòng)孔徑儀等對(duì)其孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究；利用接觸角測(cè)定儀等對(duì)共聚物膜的親水性進(jìn)行了研究；通過(guò)純水通量及不同分子量牛血清蛋白和卵清蛋白的截留率，研究了PVDF-g-PNIPAAm共聚物膜的溫度響應(yīng)性；進(jìn)而著重討論了PVDF-g-PNIPAAm共聚物濃度(固含量)、凝固浴組成等對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。在此平板膜研究的基礎(chǔ)上，討論了原料配比、溶劑以及固含量等對(duì)PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液的流變性能的影響。
　　

3、 研究結(jié)果表明，NIPAAm成功接枝到PVDF聚合物上，并且計(jì)算出NIPAAm占PVDF-g-PNIPAAm共聚物的摩爾百分比為34.1％。比較PVDF平板膜，PVDF-g-PNIPAAm共聚物膜親水性增加、空隙率增大。純水通量和截留率表現(xiàn)出明顯的溫度敏感特性，膜純水通量在27℃～32℃出現(xiàn)急劇降低，并逐漸趨于平穩(wěn)；在25℃～35℃的范圍內(nèi)，膜對(duì)牛血清蛋白的截留率隨溫度的升高而急劇增加，并逐漸趨于平穩(wěn)，最大截留率可達(dá)99.7％以上，表現(xiàn)

4、出很好的截留效果。
　　 所制備的PVDF-g-PNIPAAm膜上層具有指狀結(jié)構(gòu)，下層為海綿狀孔結(jié)構(gòu)。隨著固含量的增加，膜趨于致密化，溫度響應(yīng)性能逐漸下降，截留率隨著溫度的升高逐漸增加，膜的平均孔徑逐漸減小，且孔隙率也逐漸減小。凝固浴組成對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能有很大的影響。隨凝固浴中乙醇濃度的增加，膜表面更加粗糙，膜結(jié)構(gòu)中形成的海綿狀孔增多，同時(shí)外表面的孔徑增大，膜表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)溫度的依賴性升高。
　　 PVDF-g-PNIPAm

5、以及PVDF/PVDF-g-PNIPAm紡絲鑄膜液均為假塑性流體。在相同溫度下以NMP為溶劑時(shí)，PVDF/PVDF-g-PNIPAAm共混物紡絲溶液的表觀粘度相應(yīng)要高于以DMAc為溶劑時(shí)。PVDF-g-PNIPAAm和PVDF/PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液表觀粘度值隨溫度的升高而降低，在高剪切速率下，PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液流動(dòng)性能對(duì)溫度的依賴性有所上升，紡絲受溫度影響較大；PVDF/PVDF-g-PNIPAAm