聚偏氟乙烯接枝共聚物纖維膜的制備及油水分離研究.pdf

1、膜分離技術(shù)因分離精度高、綠色環(huán)保無污染、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)被越來越多地應(yīng)用在含油廢水處理中。然而，現(xiàn)有的高分子膜材料具有通量低、低抗污染和機(jī)械性能差等缺點(diǎn)，不能滿足實(shí)際含油水廢水處理的需求。選用和開發(fā)高通量、抗污染和機(jī)械性能良好的分離膜具有非常重要的意義。聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的耐腐蝕性、耐熱、耐溶劑溶脹以及良好的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)，因此在氣體分離、膜蒸餾、全蒸發(fā)、電化學(xué)和生物醫(yī)用材料等方面得到了廣泛的應(yīng)用和研究。此外，靜電紡納米纖維

2、膜具有可調(diào)潤濕性、高比表面積、高孔隙率等優(yōu)點(diǎn)，使其在環(huán)境應(yīng)用方面具有極佳的潛在價(jià)值，尤其在油水分離方面意義重大。因此，本文選用PVDF為原料進(jìn)行親水改性，然后通過靜電紡絲以得到通量大、抗污染、有良好機(jī)械性能的油水分離膜。
　　本文以PVDF和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)為原料，利用C-F基團(tuán)直接引發(fā)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）反應(yīng)將PEGMA接枝在PVDF上，制備PVDF-g-PEGMA接枝聚合物;然后利用靜電紡絲技

3、術(shù)制備PVDF-g-PEGMA纖維膜;最后通過熱處理工藝使改性纖維膜親水鏈段在膜表面富集改善膜的親水性能，從而制備出具有超親水和油水分離性能的靜電紡纖維膜(PVDF-g-PEGMA-w)。本文用核磁、紅外和TG對(duì)聚合物進(jìn)行表征，用X-射線光電子能譜(XPS)分析原膜和改性膜的表面化學(xué)組成，用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)觀察膜表面形貌的變化，用萬能拉伸機(jī)測(cè)試膜的拉伸性能，用正十二烷作為油相測(cè)試膜的爆破壓力以評(píng)價(jià)膜的機(jī)械性能。用“錯(cuò)流過濾”

4、的方法評(píng)價(jià)改性膜的抗污染性能及油水分離能力，并考察了“死端過濾”對(duì)分散油及乳化油的分離能力。
　　結(jié)果表明:通過ATRP反應(yīng)成功合成PVDF-g-PEGMA接枝共聚物，利用靜電紡絲和熱處理技術(shù)制備出超親水的PVDF-g-PEGMA-w纖維改性膜，水接觸角在1s內(nèi)變?yōu)?°;改性纖維膜的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到2.7Mpa，爆破壓力為3.01kPa。經(jīng)過3次循環(huán)污染之后，改性膜的通量回復(fù)率仍然保持在91％以上，表現(xiàn)出良好的抗污染能力。在“死端